*112837*

Малафеев Ю.М., к.т.н., доц.

Национальный технический университет Украины «КПИ», г. Киев

ВЛИЯНИЕ ТОНКОГО ТОЧЕНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ПЕРМАЛЛОЯ 81НМА

Пермаллоевый сплав 81НМА (супермаллой) отличается от классического пермаллоя 50Н тем, что он обладает повышенной максимальной магнитной проницаемостью, но для того чтобы достичь этого, требуется прецизионная технология его получения, которая заключается в следующем [1]:

- вакуумная индукционная плавка данного сплава;

- разливка жидкого сплава в среде инертного газа;

- отжиг изделия при температуре 1300ºС в среде чистого сухого водорода;

- охлаждение с оптимальной скоростью в интервале температур 600-300ºС.

Однако, обладая высокими магнитными свойствами, этому сплаву присущи следующие недостатки:

- повышенная чувствительность к режимам термообработки;

- очень высокая чувствительность к внешним магнитным воздействиям.

Основным требованием, предъявляемым к обработке деталей из пермаллоев, является сохранение их магнитных характеристик как основного параметра качества, определяющего эксплуатационные свойства изделий из этих сплавов. С этой целью, при определении оптимальных режимов чистового точения сплава 81НМА в качестве критерия оптимизации было взято падение магнитных свойств изделия в процессе его изготовления.

Обзор литературных данных, проведенный с целью установления рекомендаций по оптимальным параметрам тонкого точения, показал, что научно обоснованных рекомендаций по лезвийной обработке таких сплавов нет. Отдельные данные [2,4] показывают влияние того или иного параметра процесса обработки на изменение магнитных характеристик изделий из магнитно-мягких материалов. Несмотря на то, что инструментальная промышленность выпускает широкую гамму новых марок твердых сплавов (в том числе и безвольфрамовых твердых сплавов), ссылок на них нет. Применение таких твердых сплавов за счет снижения коэффициента трения позволяет улучшить качество обработанной поверхности, так как снижается шероховатость, уменьшаются силы и температуры в зоне резания [3].

Обычно для обработки вязких материалов (к ним относится и пермаллоевый сплав 81НМА) рекомендуют применять твердосплавный инструмент для интенсификации процесса резания, повышения его стойкости и избегания выкрашивания рабочих лезвий инструмента [4]. В литературе отсутствуют данные о влиянии инструментального материала на магнитные характеристики изделий, поэтому на первом этапе экспериментов использовались твердые сплавы групп «Р», «М» и «К» по международной классификации JSO. Проведенные эксперименты позволили установить, что при обработке пермаллоя 81НМА лучшие результаты получены при использовании в качестве инструментального материала безвольфрамового твердого сплава КНТ16, который и применялся в дальнейшем для определения оптимальной геометрии инструмента.

Магнитные свойства изделий из магнитно-мягких материалов зависят от качества их поверхностей [4]. Величина и глубина проникновения возникающих остаточных напряжений, дефекты кристаллической структуры поверхностного слоя оказывают существенное влияние на качество обработанных деталей, их работоспособность, а значит, и на магнитные характеристики. Значимым является и геометрия инструмента, так как с изменением углов в плане, радиуса при вершине, передних и задних углов резца изменяются условия контакта инструмента с заготовкой, условия стружкообразования и теплообмена между инструментом и заготовкой. При этом перераспределяются и изменяются силы резания и температуры в зоне резания.

Анализ литературных данных показал [4], что из всех рассмотренных факторов наименее существенное влияние на магнитные свойства оказывают задние углы и . Так как увеличение задних углов не приводит к улучшению магнитных характеристик изделия, то в дальнейших исследованиях значения этих углов оставались постоянными: , .

С целью установления зависимости относительных потерь магнитных характеристик образцов из пермаллоевого сплава 81НМА при тонком точении от геометрических параметров инструмента, был реализован трехуровневый план для четырех исследуемых факторов , , , . В результате обработки экспериментальных данных были подучены следующие математические модели:

_{При дальнейшей оптимизации геометрических параметров инструмента удалось уменьшить относительные потери магнитных характеристик для сплава 81НМА до 10 - 15%.}

_{Общеизвестно, что СОЖ в процессе обработки позволяет улучшить качество обработанной поверхности, увеличить стойкость инструмента, уменьшить силы резания, снизить температуры в зоне контакта инструмента с деталью. Именно эти факторы оказывают значительное влияние на магнитные характеристики изделий. При использовании СОЖ на поверхности детали и инструмента образуются химические пленки, которые способствуют уменьшению силы трения и адгезионному взаимодействию между ними. Однако применение некоторых СОЖ может привести к обратному эффекту, то есть, ухудшению магнитных свойств изделий вследствие образования в поверхностном слое детали различных химических соединений, нарушающих структуру исходного материала. Проведенные исследования позволили установить, что при обработке пермаллоя 81НМА лучше всего себя зарекомендовали СОЖ на водной основе группы Аквол. Они обеспечили минимальные потери магнитных характеристик изделий из сплава 81НМА.}

_{Качество изделий из магнитно-мягких материалов характеризуется магнитными характеристиками, шероховатостью обработанной поверхности и физико-механическими свойствами поверхностного слоя, которые в свою очередь зависят от технологических параметров процесса их изготовления. При чистовом и тонком точении интервал глубины резания находится в диапазоне}

_{t = 0,1 - 0,5 мм. Изменение глубины резания в этих пределах не оказывает существенного влияния на шероховатость обработанной поверхности и силу резания, а значит, не вызывает существенного изменения физико-механических характеристик поверхностного слоя. Исходя из этого, можно предположить, что такое изменение глубины резания не должно сказываться и на магнитные характеристики изделий. В дальнейших экспериментах исследовались скорость резания V и подача S при постоянной глубине резания t = 0,25 мм. Как показали результаты экспериментов, магнитные характеристики образцов из сплава 81НМА улучшались с увеличением скорости резания и уменьшением подачи.}

_{Анализ результатов проведенных исследований позволил установить наилучшие режимы обработки для сплава 81НМА и добиться при оптимизации геометрических параметров инструмента и марки СОЖ минимального снижения .}

_{Литература:}

_{1. Справочник по электротехническим материалам (под ред. Корицкого Ю.В. и др.), Т.3. – М.: Энергия, 1976. – 896 с.}

_{2. Преображенский А.А. Магнитные материалы и элементы. – М.: Высшая школа, 1976. – 335 с.}

_{3. Физико-механические свойства безвольфрамовых твердых сплавов /Г. В. Самсонов, В. К. Витрянюк, Н.С. Равская и др.- В кн.: Технология изготовления изделий из твердосплавных смесей в условиях мелкосерийного производства. – К.: Респ. дом эконом. и науч.-техн. пропаганды, 1973, с. 60 – 64.}

_{4. Хрульков В. А. Механическая обработка изделий из магнитных материалов в приборостроении. – М. : Машиностроение, 1966. – 185 с.}