Способ испытания смазочно-технологических жидкостей, применяемых при механической обработке материалов

оьретен СТ е эф трое по п. 1,тем, что,ительностиенциалов,етой жидко 2, Спосо щий ся ения чувст азности по одят в нагСТЖо тлича с целью повыизмерения спытания проти,9 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТПО ДЕЛАМ ЙЗОБРЕТЕНИЙОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИД(561 1. Латьааев В.Н, Повышенифективности СТ(. М., фМашиносинеем, 1975, с. 73-822. Курчик Н.Н Вайншток В.В.,Шехтер Р.Н. Смазочные материалы длобработки металлов резание) М.,фХимия", 1972, с. 108-123 прототип),(,541 М) 1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СМАЗОЧНО-ТЕХНО)10 ГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ф ПРИРЕНЯЕИ 4 Х ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТ.Е МЕТА)1)О, заключающийся в погружении образца материалов в жидкость и измерении электрического потенциала образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьвения достоверности оценки и расширения области применения, проводят механическую обработку образца инструментом в среде жидкости и измеряют разность электрических потенциалов между образцом и инструментом в процессе обработки, по величине которого определяют качество жидкости.Изобретение относится к оценкекачества смазочно-охлаждающих технологических жидкостей (СТУ), смаэок, масел и т,д под которым подразумевается способнсоть жидкостиуменьшать шероховатость механическиобработанной поверхности материала,и может быть использовано при выборевида жидкостей, для определения срока службы СТЖ и изучения физико-хи"мических процессор, протекающих приразрушении.Известен способ оценки активностиСТЖ непосредственно в процессе абразивного разрушения металла по такимпараметрам, как удельный расход энергии, сила шлифования, шероховатостьповерхности и т.д. 1 .Недостатком способа является еготрудоемкость, так как требуется затрата более часа на проведение испытаний и обработку данных.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способиспытания смазочно-технологическихжидкостей, применяемых при механической обработке материалов, заключающийся н погружении образца материала н жидкость и измерении электрического потенциала образца, При этомпотенциал измеряется относительно,например, нормального электрода 2) .Недостатком способа является низкая информативность способа, таккак не всегда измеренный потенциалнаходится н соответствии со свойствами СТЖ, влияющим на качество обработки материалов, Кроме того, способ даетинформацию о качестве жидкости н отношении обработки толькометаллов.Целью изобретения является повышение достоверности оценки и расширение области применения,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу испытанияСТЖ применяемых при механическойобработке материалов,. заключающемусян погружении образца материала вжидкость и измерении электрическогопотенциала образца, проводят механическую обработку образца инструмента в среде жидкости и измеряют раз"ность электрических потенциалов между образцом и инструментом в процессе обработки, по величине которогоопределяют качество жидкости.Предлагается также проводить испытание в нагретой жидкости, что приводит к повышению чувствительностиизмерения разности потенциалов.Для определенного класса материалов, включая полупроводниковые и диэлектрические, при механической обработке которых н системе инструментдеталь возникает разность электрических потенциалов, обусловленная переносом заряда, величина разности потенциалов зависит от используемойСТЖ для обработки и находится н соответствии с качеством обработки материала. Кроме того, величина разности потенциалов между образцом5 и инструментом возрастает с увеличением температуры СТЖ при прочих равных условиях, Это позволяет использовать величину разности потенциаладля оценки качестна СТЖ.10На чертеже представлена схема установки, с помощью которой реализуется предлагаемый способ определениясвойств СТЖ при плоском шлифовании.Изолированный от корпуса шлифовальный корпус 1 получает вращение Чот шпинделя 2. Шлифуемяй образец3 закреплен на столе 4, который име"ет возвратно-поступательное движение5, Перпендикулярно ему осуществляетсяподача на глубину шлифования . В ряде случаев шлифование можно проводить с постоянной силой прижима образца, Испытуемая жидкость подается нзону шлифования через сопло 5, Дляпредотвращения разбрызгивания и возможности проведения шлифования путемпогружения обрабатываемого материалав СТЖ предусмотрен кожух б. На оправке устайовлен токосъемник 7, используя который и экранируемые прово 30 да, регистрация возникающего электрического потенциала осуществляется спомощью прибора 8 зто КСП, миллиампернольтметр и т.п,)Для определе.ния объема сошлифонанного .материалаЗ 5 .предусмотрен индикатор 9, Радиальную(тангенциальную) составляющие силырезания можно определять, задействовав динамометрическое устройство 10.П р и м е р. Способ определениясвойств технологических жидкостейтрех видов водные, эмульсионныежидкости и углеводородные масла) ьсуществлен при плоском торцовом алмазном шлифовании горячепрессонанныхферритов 1000 НТ 1, 2000 МГ 1, 5000 МТ 1,полупроводниковых монокристаллонкремния, монокристаллических марганец-цинковых ферритов и др. материалов. Характеристика инструмента:АЧК 150 х 10 х 3 АСМ 40/28 М 08 100. Пло 50 щадь контакта 100 мм. Режим шлифования: У = 35 м/с, продольная подача5 = 1,5 м/мин, С = 0,1 мм., Изоляциянеконтактируемых частей круга и образцов осущестнлялась эпоксидным ком 55 паундом, Температура жидкости составляла 20+2 С, Повторяемость опытовпятикратная. Результаты замеров величины электрическогО потенциала, атакже получаемой шероховатости поверхности по параметру Р и составляющей силы резания Р при шлифовании структурно-чувстнительного феррита 5000 МТ 1 даны н табл, 1,Анализируя данные табл . 1, видно,что для СТЖ 1 группы, т.е. при сла1075158 Т а блица 1 Электрический потенциал Ч,щЧ при,температуре, фС Шерохова-, тость поверхности дмкм Сила резания Р,Н Вид и состав СТЖ 20 40 60 1 группа (основа - масла)100 ОСМ(ТУ 38 УССР 2,01,152-75) 0,3 0,38 0,434,2 5,5 0,809 0,677 0,665 0,653 7,5 70 ОСМ-З, 25 воды,5 соды 3,0 5,8 5,5 9,5 50 ОСМ-З, 45 воды, 5 соды 7,6 5,1 9,8 12,6 30 ОСМ-З, 65 воды, 5 соды 7,2 5,1 40 5069 88 0,6200,582 5,7 5,8 Н группа (электролиты) 36 5-ный водный раствор соды,т.е, йаС 03 55 70 0,637 5,4 Таблица 2 Монокристал-Ионокристал- Горячепрес-Горячепрес 1лический крем- лический фер- сованный сованныйферний рит феррит 5000 МТ 1 рит 1000 НТ 1 Параметр 65 50 94 ВНИИПИ 3 аказ 490/37 Тираж 823 Подписйое филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул,Проектная, 4 болегированном масле ОСМэлектрический потенциал почти полностьюэкранируется, Ч = 0,3-0,48 м ЧСувеличением количества воды и жидкости величина потенциала возрастает.Для П группы жидкостей с ростом вих составе количества воды потенциал тоже увеличивается,С увеличением значений элехтрического потенциала шероховатость поверхности улучшается, силы резаниянесколько снижаются. Эта закономерность ярко выражена, если жидкостьна одной основе. Из табл. 1 следует,что при нагреве испытуемых жидкостейзначения электрического потенциала 15Ч возрастают в 1,5-2 раза.С помощью предлагаемого методаможно определить не только качествоСТЖ и оценить обрабатываемость материала, а также сделать определенные заключения о структуре материала. Например, зная величину и характер электрического потенциала, возникающего при обработке в базовой СТЖ,можно оценить и классифицировать друП группа (эмульсолы)25 эмульсии, 70 воды, 5 соды 28 30 эмульсии, 65 воды, 5 соды 45 гой менее известный материал. Втабл. 2 даны значения электрическогопотенциала Ч, возникающего при шлифовании некоторых материалов в средеэлектролита. Время, необходимое для подготовки, проведения и обработки данных по определению качества СТЖ,. не превышает 10-20 мин. Это говорит об экспрессности предложенного способа оценки свойств жидкостей, применяеьюх для процесса механического разрушения структурно-чувствительных и полупроводниковых материалов. Предложенный способ прост, надежен, с большой достоверностью определения качества технологической жидкости, так как оценка свойств жидкости проводится непосредственно в процессе обработки. Использование способа позволит получать информацию о СТЖ, применяемых при обработке полупроводниковых и диэлектрических материалов.