Про вплив мастильно-охолоджувальних технологічних засобів на розрив металу в процесі різання

Автори

О. І. Сошко, Херсонський національний технічний університет (73008, Україна, м. Херсон, Бериславське шосе, 24), e-mail: a.soshko@gmail.com, ORCID: 0000-0002-2135-5674

В. О. Сошко, Херсонський національний технічний університет (73008, Україна, м. Херсон, Бериславське шосе, 24), e-mail: soshking@gmail.com, ORCID: 0000-0002-1788-0855

І. П. Сімінченко, Херсонський національний технічний університет (73008, Україна, м. Херсон, Бериславське шосе, 24), e-mail: siminchenko@gmail.com, ORCID: 0000-0001-7567-6062

Анотація

Показано вплив мастильно-охолоджуючих технологічних засобів на руйнування металу в процесі різання. Встановлено, що найбільш ефективними присадками до мастильно-охолоджувальних технологічних засобів (МОТЗ) є аліфатичні граничні полімери – поліетилен і полівінілхлорид. В рамках уявлень про хімічну активацію середовищ, а також проблем, що накопичилися з експериментальних матеріалів власних досліджень, проведені дослідження з якісного опису ускладнених моделей, пов’язаних з реальною мікроструктурою матеріалу і кількісними вимірами метало-водневих систем. Розглянуто різні аспекти проблем впливу механічної енергії та водню на перебудову кристалічної решітки і розриви сил міжатомних зв’язків, що виникають в ультрамікроскопічних областях. Висвітлено питання кінетики входу протона в глибину металу в системі метал–водень і його взаємодію з металом безпосередньо в області перебудови і розриву сил зв’язків між атомами на кінцевий прояв впливу середовища на процес різання. У статті описані процеси і явища, які проходять нижче кордону між сильно деформівним металом (стружкою) і рештою маси металу оброблюваної заготовки та особливості процесів транспорту водню з плазми в осередок руйнування металу. Встановлено, що в мікрообсязі матеріалу теплова енергія, що утворюється через контактні взаємодії електрично активних частинок водню з електрично активною реальною структурою металу, збільшує частоту теплових коливань атомів матеріалу і ймовірність їхнього розриву. Діючи спільно з механічною енергією, вони полегшують процеси деформації та руйнування і знижують енергетичні витрати на різання металу в різних вуглеводневих МОТЗ. Відзначено, що присутність водню в стружці і в оброблювальній поверхні було зареєстровано під час різання металу в будь-якому водневмісному середовищі, навіть у воді. Однак концентрація водню в металі, під час його обробки в середовищі з добавкою полімеру, приблизно на два порядки вище, ніж в низькомолекулярному. Саме цей факт зумовлює значну перевагу МОТЗ з полімерними добавками.

Ключові слова: водень, метал, обробка, атом, протон, мастильно-охолоджувальні технологічні засоби (МОТЗ).

Література

1. Сошко А. И., Сошко В. А. Смазочно-охлаждающие средства в механической обработке металла: в 2-х т. Херсон: Олди-плюс, 2008. Т. 1, 2. 618 с.
2. Сошко В. А., Сошко А. И. Механохимическая обработка металлов. Riga, LV-1039, Latvia, LAMBERT Academic Publishing, 2015. 98 с.
3. Кулезнев В. И., Шершнев В. А. Химия и физика полимеров. М.: Высш. шк., 1988. 311 с.
4. Лихтман В. И., Щукин Е. Д., Ребиндер П. А. Физико-химическая механика материалов. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 303 с.
5. Химические реакции полимеров: учеб. в 2-х т. (под ред. Е. Феттеса). М.: Мир, 1967. Т. 2. 537 с.
6. Закревский В. А. Высокомолекулярные соединения Б 13. М.: РАН, 1971. 105 с.
7. Закревский В. А., Корсуков В. Е. Высокомолекулярные соединения А 14. М.: РАН, 1972. № 4. 955 с.
8. Кирюхин Д. П., Занин А. М., Барелко В. В., Гольданский В. И. Инициирование и самоускорение низкотемпературных химических реакций при механическом разрушении облученных твердых образцов. Докл. АН СССР. 1981. Т. 260. № 6. С. 1397–1402.
9. Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М.: Высш. шк., 1974. 590 с.
10. Рогинский С. З. Основы теории катализатора. Проблемы кинетики и катализа. VI. Гетерогенный катализ. Тр. Всесоюз. конф. по катализу. М.; Л., 1949. С. 344–347.
11. Ахматов А. С. Молекулярная физика граничного трения. М.: Наука, 1963. 472 с.
12. Браун Д. М., Дейнтон Ф. С. Химия электрона в конденсированных средах: Химическая кинетика и цепные реакции. М.: Наука, 1966. 482 с.
13. Галактионова Н. А. Водород в металлах. М.: Металлургия, 1967. 303 с.
14. Алефельд Г., Фелькля И. Водород в металлах. М.: Мир, 1981. 475 с.
15. Ахматов А. С. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963. 472 с.
16. Арцимович Л. А. Элементарная физика плазмы. М.: Атомиздат, 1963. 577 с.
17. Кристи Р., Питти А. Строение вещества: введение в современную физику: учеб. пособие. (пер. с англ. под ред. Ю. М. Широкова). М.: Наука, 1969. 595 с.

Надійшла до редакції 27 березня 2019 р.