Способ испытания смазочно-технологических жидкостей,применяемых при механической обработке материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N33/28 G01N27/00 

Изобретение относится к оценке качества смазочно-охлаждаютих технологических жидкостей (СТХ) , смазок, масел и т.д., под которым подразумевается способнсоть жидкости уменьшать шероховатость механически обработанной поверхности материала, и может быть использовано при выборе вида жидкостей, для определения срока службы СТЖ и изучения физико-хи мических процессов, протекающих при разрушении.

Известен способ оценки активности СТЖ непосредственно в процессе абразивного разрушения металла по таким параметрам, как. удельный расход энергии, сила шлифования, шероховатость поверхности и т.д. ij .

Недостатком способа является его трудоемкость, так как требуется затрата более часа на проведение испытаний и обработку данных.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ испытания смазочно-технологических жидкостей, применяемых при механической обработке материалов, заключающийся в погружении образца материала в жидкость и измерении электрического потенциала образца. При этом потенциал измеряется относительно, например, нормального электрода 2 .

Недостатком способа является низ кая информативность способа, так как не всегда измеренный потенциал находится в соответствии со свойствами СТЖ влияющими на качество обработки материалов. Кроме того, способ дает информацию о качестве жидкости в отнесении обработки только металлов.

Целью изобретения является повышение достоверности оценки и расширение области применения.

Поставленная цель Достигается тем, что согласно способу испытания СТЖ, применяемых при мехаИической обработке материалов,, заключакзщемуся в погружении образца материала в жидкость и измерении электрического потенциала образца, проводит механическую обработку образца инструмента в среде жидкости и измеряют раз ность электрических потенциалов между образцом и инструментом в процессе обработки, по величине которого определяют качество жидкости.

Предлагается также проводить испытание в нагретой жидкости, что приводит к повьшению чувствительности измерения разности потенциалов.

Для определенного класса материалов , включая полупроводниковые и диэлектрические, при механической обработке которых в системе инструментдеталь возникает разность электрических потенциалс5в, обусловленная переносом заряда, величина разности

отенциалов зависит от используемой ТЖ дл:я обработки и находится в сответствии с качеством обработки- маериала. Kpoi-ie того, величина разЯости потенциалов между образцом инструментом возрастает с увеличением температуры СТЖ при прочих равных условиях. Это позволяет использовать величину разности потенциала ля оценки качества СТЖ. На чертеже представлена схема усгзновки, с помощью которой реализуется предлагаемый способ определения свойств СТЖ при плоском шлифовании. Изолированный от корпуса шлифовальный корпус 1 получает враиение V от шпинделя 2. Е11лифуе1«лй образец 3 закреплен на столе 4,.который име-, ет возвратно-поступательное движение S, Перпендикулярно ему осуществляется подача на глубину шлифования t. В ряде случаев шлифование можно проводить с постоянной силой прижима образа. Испытуемая жидкость подается в зону 1г.шифования через сопло 5. Для предотвращения разбрызгивания и возможности проведения шлифования путем погружения обрабатываемого материала в СТЖ, предусмотрен кожух б. На оправке установлен токосъемник 7, используя который и экранируемые провода, регистрация возникающего электри ческого потенцисша осуществляется с помощью прибора 8 (это КСП-4, миллиампе рвольтметр и т.п.)Для определенкя объема сошлифованного .материала предусмотрен индикатор 9, Радиальную |ГтангенциальнукА составляющие силы резания можно определять, задействовав динамометрическое устройство 10. Пример, Способ определения свойств технологических жидкостейтрех видов (водные, эмульсионные жидкости и углеводородные масла Ьсуществлен при плоском торцовом алмазном шлифовании горячепрессованных ферритов 1000 НТ1, 2000 МГ1,5000МТ1, полупроводниковых монокристаллов кремния, монокристаллических марганец-цинковых ферритов и др. материалов. Характеристика инструмента: АЧК 150x10x3 АСМ 40/28 МО8 100. Площадь контакта 100 мм. Режим шлифования V 35 м/с,, продольная подача S 1,5 м/мин, t 0,1 мм., Изоляция неконтактируегиХ частей круга и образцов осуществлялась эпоксидным компаундом. Температура жидкости составляла 20+2°С. Повторяемость опытов пятикратная. Результаты замеров величины электрического потенциала, а также получаемой шероховатости поверхности по параметру По и составляющей силы резания P, при шлифовании структурно-чувствительного феррита 5000 МТ1 даны в табл. 1.

- Анализируя данные табл. 1, видно, 65 что для СТЖ 1 группы, т.е. при елаболегированном масле ОСМ-3 электрический потенциал почти полностью экранируется, V О ,3-0 , Y . С увеличением количества воды и жидкости величина потенциала воэрастает. Для П группы жидкостей с ростом в их составе количества воды потенциал тоже увеличивается,

С увеличением значений электрического потенциала шероховатость поверхности улучшается, силы резания несколько снижаются. Эта закономерность ярко выражена, если жидкость на одной основе. Из табл. 1 следует, что при нагреве испытуемых жидкостей значения электрического потенциала V возрастают в 1,5-2 раза.

С помощью предлагаемого метода можно определить не только качество СТЖ и оценить обрабатываемость материала , а также сделать определенные заключения о структуре материала. Например, зная величину и характер электрическЬго потенциала, возникающего при обработке в базовой СТЖ, можно оценить и классифицировать другой менее известный материал. В табл. 2 Даны значения электрического потенциала V , возникающего при шлифовании некоторых материалов в среде электролита.

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, применяемых 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. Исполь зование способа позволит получать информацию о СТЖ, применяемых при обработке полупроводниковых и диэлектрических материапов.

Таблица 1

1. СПОСЗОБ HCrbWAHHa СМАЗО НО-ТЕХНОЛРГИЧЕСКИХ ХИДКОСТЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОВРАВОТЕ 11 МЕТАЛЛОВ, заключающийся в погружении образца материалов в жидкость и измерении электрического потенциала образца, отличающийс я тем, что, с целью повыления 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. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерения разности потенциалов, испытания проводят в нагретой жидкости. СТЖ 3-5

1 группа (основа - масла) 100% ОСМ-3 (ТУ 38 УССР 2.01.152-75)

II группа (эмульсолы) 25% эмульсии, 70% воды, 5% соды

30% эмульсии, 65% воды, 5% соды группа (электролиты)

водный раствор соды, т.е.

0,38

0,43

0,809

7,5 4,2 5,5 0,677 5,8 9,5 7,6 5,5 0,665 12,6 9,8 5,1 0,653

40

50 88

0,620

5,7

69 0,582 3,8

55

70

5,4

0,637

Таблица