Материаловед

Н.Л. Павлюкова, В. А. Полетаев

Ивановский государственный энергетический университет имени В.И.Ленина, г. Иваново, Россия

Большое влияние на качество обработки поверхности при магнитно-абразивном полировании (МАП) оказывают свойства смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС). Разработана СОТС марки МС М-4 для применения в ювелирном производстве для МАП изделий из цветных металлов. Проведено исследование СОТС марки МС М-4 при МАП медных сплавов марок Л 90, Л 63, МНЦ 15-20.

Качественный состав разработанной СОТС подбирался на основании требований, предъявляемых к ней:

—    способствовать более интенсивному съему металла за счет образования на поверхности деталей рыхлых пленок, легко удаляемых абразивом в процессе обработки, и благоприятно влиять на формирование микрорельефа обработанной поверхности;

—    иметь антикоррозионные свойства;

—   обеспечивать осветление обрабатываемой поверхности;

—   образовывать и сохранять блестящие поверхности.

Технический результат достигается тем, что в СОТС марки МС М-4, содержащей воду, сбалансированную систему ПАВ, ингибиторы коррозии, бактерицидную присадку, в качестве системы ПАВ используется оксиэтиллированный алкиоламид синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ (синтамид-5) и алкилфосфат оксифос КД-6; в качестве ингибиторов коррозии используется циклогексанон [СО(СН₂)₄СН₂] и триэтаноламин при следующем содержании компонентов, масс. %:

—   оксиэтиллированный алкиоламид синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ (синтамид-5) — 0,08-0,32;

—   оксифос КД-6 — 0,05-0,15;

—   триэтаноламин — 0,05-0,10;

—   циклогексанон — 0,3-0,8;

—   бакцид — 0,2-0,3;

—   вода — до 100.

Разработанная СОТС получается растворением заданных количеств компонентов в воде при нормальном атмосферном давлении и температуре 20°С. Для получения стабильных растворов компонентов СОТС необходимо смешивать сначала ПАВ (оксиэтиллированный алкиоламид синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ (синтамид-5), алкилфосфат оксифос КД-6) с водой, затем бакцид, в заключении триэтаноламин и циклогексанон. Перемешивание ускоряет растворение.

ПАВ обладают поверхностной активностью к обрабатываемым материалам, высокой смачивающей способностью, они эффективные диспергаторы и стабилизаторы суспензий и эмульсий.

Для предотвращения корродирующего действия на металлы в СОТС введены ингибиторы коррозии. Небольшие добавки этих веществ оказывают избирательное тормозящее действие на ход какой-либо одной химической реакции, не препятствуя ходу других, одновременно протекающих реакций. Защитное действие многих ингибиторов коррозии связано с образованием на поверхности металла защитной пленки из продукта реакции между металлом, ингибитором и коррозионно-активной средой. Применяемый в МС М-4 ингибитор коррозии циклогексанон имеет высокую степень защиты (90%) медных сплавов в растворах щелочей, а триэтаноламин (ТЭА) пассивирует и черные металлы, что позволит защитить от коррозии оборудование и применять не только иглы из нержавеющей стали в качестве твердого наполнителя.

При технологических испытаниях поверхность разработанной СОТС исследовали ее моющую способность, способность понижать шероховатость поверхности обрабатываемых изделий, химическую активность и способность к пенообразованию.

Моющую способность СОТС контролировали по качеству отмыва визуально (рис. 3.16) и с помощью блескомера фотоэлектрического ФБ- 2 (рис.3.17), т.к. интенсивность отраженного света зависит не только от шероховатости поверхности, но и от ее чистоты. Исследования показали, что применение СОТС марки МС М-4 позволяет получить более чистую поверхность заготовок из цветных сплавов, причем – за более короткое время МАП.

Факт улучшения шероховатости поверхности детали и съем металла при использовании МС М-4 объясняется не только механической, но и химической природой полирования. В случае химически активной жидкости съем металла увеличивается благодаря облегчению удаления образующихся на поверхности химических пленок, обладающих меньшей по сравнению с основным металлом механической прочностью. Это объясняется адсорбцией молекул ПАВ на обрабатываемой поверхности, энергия последней снижается и соответственно снижается работа, потребная на диспергирование и пластическое деформирование поверхностного слоя. Химическая активность МС М-4 подтверждается окрашиванием жидкости во время МАП медных сплавов в голубой цвет.

Пенообразование МС М-4 способствует удержанию диспергированного загрязнения и предотвращению его осаждения на очищенную поверхность, флотации мелких стружек, при этом его незначительное количество не препятствует интенсивному перемешиванию СОТС.