О влиянии смазочно-охлаждающих технологических средств на разрушение металла в процессе резания

Авторы

  • Oleksandr I. Soshko Херсонский национальный технический университет (73008, Украина, г. Херсон, Бериславское шоссе, 24), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2135-5674
  • Viktor O. Soshko Херсонский национальный технический университет (73008, Украина, г. Херсон, Бериславское шоссе, 24), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1788-0855
  • Igor P. Siminchenko Херсонский национальный технический университет (73008, Украина, г. Херсон, Бериславское шоссе, 24), Ukraine https://orcid.org/0000-0001-7567-6062

Ключевые слова:

водород, металл, обработка, атом, протон, смазывающе-охлаждающие технологические средства

Аннотация

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.

Биографии авторов

Oleksandr I. Soshko, Херсонский национальный технический университет (73008, Украина, г. Херсон, Бериславское шоссе, 24)

Доктор технических наук

Viktor O. Soshko, Херсонский национальный технический университет (73008, Украина, г. Херсон, Бериславское шоссе, 24)

Кандидат технических наук

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

2019-09-26

Выпуск

Том 22 № 3 (2019)

Раздел

Высокие технологии в машиностроении

Лицензия

Copyright (c) 2019 Oleksandr I. Soshko, Viktor O. Soshko, Igor P. Siminchenko

Лицензия Creative Commons

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).