О влиянии смазочно-охлаждающих технологических средств на разрушение металла в процессе резания
Ключевые слова:
водород, металл, обработка, атом, протон, смазывающе-охлаждающие технологические средстваАннотация
Показано влияние смазочно-охлаждающих технологических средств на разрушение металла в процессе резания. Установлено, что наиболее эффективными присадками к смазывающе-охлаждающим технологическим средствам (СОТС) являются алифатические предельные полимеры – полиэтилен и поливинилхлорид. В рамках представлений о химической активации сред, а также накопившихся собственных экспериментальных материалов исследований проведены исследования по качественному описанию усложненных моделей, связанных с реальной микроструктурой материала и количественным измерениям металло-водородных систем. Рассмотрены различные аспекты проблемы влияния механической энергии и водорода на перестройку кристаллической решетки и разрывы сил межатомных связей, возникающих в ультрамикроскопических областях. Освещены вопросы кинетики входа протона в глубину металла в системе металл–водород и его взаимодействие с металлом непосредственно в области перестройки и разрыва сил связей между атомами на конечное проявление влияния среды на процесс резания. В статье описаны процессы и явления, которые проходят ниже границы между сильно деформируемым металлом (стружкой) и остальной массой металла обрабатываемой заготовки и особенности процессов транспорта водорода из плазмы в очаг разрушения металла. Установлено, что в микрообъеме материала тепловая энергия, образующаяся в связи с контактными взаимодействиями электрически активных частиц водорода с электрически активной реальной структурой металла, увеличивает частоту тепловых колебаний атомов материала и вероятность их разрыва. Действуя совместно с механической, они облегчают процессы деформации и разрушения и снижают энергетические затраты на резание металла в различных углеводородных СОТС. Отмечено, что присутствие водорода в стружке и в обрабатываемой поверхности было зарегистрировано при резании металла в любой водородосодержащей среде, даже в воде. Однако концентрация водорода в металле, при его обработке в среде с добавкой полимера, примерно на два порядка выше, чем в низкомолекулярной. Именно этот факт обусловливает значительное преимущество СОТС с полимерными добавками.Библиографические ссылки
Soshko, A. I. & Soshko, V. A. (2008). Smazochno-okhlazhdayushchiye sredstva v mekhanicheskoy obrabotke metalla [Lubricating and cooling agents in metal machining. (Vols. 1, 2)].Kherson: Izd-vo Oldi-plyus, 618 p. (in Russian).
Soshko, V. A. & Soshko, A. I. (2015). Mekhanokhimicheskaya obrabotka metallov [Mechanochemical treatment of metals].Latvia, LV-1039,Riga: LAMBERT Academic Publishing, 98 p. (in Russian).
Kuleznev, V. I. & Shershnev, V. A. (1988). Khimiya i fizika polimerov [Chemistry and physics of polymers].Moscow: Vysshaya shkola, 311 p. (in Russian).
Likhtman, V. I., Shchukin, Ye. D., & Rebinder, P. A. (1962). Fiziko-khimicheskaya mekhanika materialov [Physico-chemical mechanics of materials]. Moscow: Izdatelstvo AN SSSR, 303 p. (in Russian).
Fettes, Ye. (Eds). (1967). Khimicheskiye reaktsii polimerov [Polymer chemical reactions]: Textbook (Vols. 1, 2). Vol. 2. Moscow: Mir, 537 p. (in Russian).
Zakrevskiy, V. A. (1971). Vysokomolekulyarnyye soyedineniya B 13 [High molecular weight compounds B 13]. Moscow: Russian Academy of Sciences, 105 p. (in Russian).
Zakrevskiy, V. A. & Korsukov, V. Ye. (1972). Vysokomolekulyarnyye soyedineniya А 14 [High molecular weight compounds А 14]. Moscow: Russian Academy of Sciences, no. 4, 955 p. (in Russian).
Kiryukhin, D. P., Zanin, A. M., Barelko, V. V., & Goldanskiy, V. I. (1981). Initsiirovaniye i samouskoreniye nizkotemperaturnykh khimicheskikh reaktsiy pri mekhanicheskom razrushenii obluchennykh tverdykh obraztsov [Initiation and self-acceleration of low-temperature chemical reactions during mechanical destruction of irradiated solid samples]. Doklady AN SSSR – Reports of the USSR Academy of Sciences, vol. 260, no. 6, pp. 1397–1402 (in Russian).
Podurayev, V. N. (1974). Rezaniye trudnoobrabatyvayemykh materialov [Cutting difficult materials]. Moscow: Vysshaya shkola, 590 p. (in Russian).
Roginskiy, S. Z. (1949). Osnovy teorii katalizatora. Problemy kinetiki i kataliza. VI. Geterogennyy kataliz [Basics of the theory of catalyst. Problems of kinetics and catalysis. VI. Heterogeneous catalysis]. Proceedings of the All-Union Catalysis Conference, Moscow, Leningrad, pp. 344–347 (in Russian).
Akhmatov, A. S. (1963). Molekulyarnaya fizika granichnogo treniya [Molecular physics of boundary friction]. Moscow: Nauka, 472 p. (in Russian).
Braun, D. M. & Deynton, F. S. (1966). Khimiya elektrona v kondensirovannykh sredakh: Khimicheskaya kinetika i tsepnyye reaktsii [Electron chemistry in condensed media: Chemical kinetics and chain reactions]. Moscow: Nauka, 482 p. (in Russian).
Galaktionova, N. A. (1967). Vodorod v metallakh [Hydrogen in metals]. Moscow: Metallurgiya, 303 p. (in Russian).
Alefeld, G. & Felklya, I. (1981). Vodorod v metallakh [Hydrogen in metals]. Moscow: Mir, 475 p. (in Russian).
Akhmatov, A. S. (1963). Molekulyarnaya fizika granichnogo treniya [Molecular physics of boundary friction]. Moscow: Fizmatgiz, 472 p. (in Russian).
Artsimovich, L. A. (1963). Elementarnaya fizika plazmy [Elementary plasma physics]. Moscow: Atomizdat, 577 p. (in Russian).
Christy, R. W. & Pytte, A. (1965). The structure of matter: An introduction to modern physics. New York – Amsterdam: W. A. Benjamin, INC.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2019 Oleksandr I. Soshko, Viktor O. Soshko, Igor P. Siminchenko
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).