загрузка...
 
ОБРАБОТКА КАНАВОК В ДЕТАЛЯХ ИЗ СИЛИЦИРОВАННОГО ГРАФИТА
Повернутись до змісту

ОБРАБОТКА КАНАВОК В ДЕТАЛЯХ ИЗ СИЛИЦИРОВАННОГО ГРАФИТА

Троицкий А.Н., студент, Мальцев О.С., студент, Миненко Д.А., ассистент, СумГУ, г. Сумы

 Проблема обеспечения высокой износостойкости в парах трения остается важнейшей в современном машиностроении. Статистика свидетельствует, что до 80% отказов в торцевых уплотнениях связано с износовыми отказами. В этой связи представляют интерес силицированные графиты, обладающие исключительно высокими эксплуатационными свойствами.

Силицированные графиты представляют собой графитокарбидокремнистые материалы, полученные пропиткой пористого графита расплавленным кремнием. В процессе пропитки в результате взаимодействия с углеродом образуется карбид кремния, при этом часть кремния и графита остаются не связанными углеродом. Таким образом, силицированный графит состоит из карбида кремния, графита и кремния.

Для изготовления торцевых уплотнений насосов могут быть использованы следующие марки силицированных графитов, выпускаемые отечественными заводами: СГ-Т; СГ-П; СГ-М; ГАКК 55/40. Основные физико-механические свойства этих материалов представлены в таблице.

 

Таблица - Основные свойства силицированных графитов

Показатель

Материал

СГ-Т

СГ-П

СГ-М

ГАКК 55/40

Плотность, г/см

2,5-2,8

2,4-2,6

2,1-2,4

2,2-2,4

Предел прочности, МПа

- при сжатии

300-320

420-450

130-160

120-180

- при растяжении

401-501

60

30-40

-

- при изгибе

90-110

100-120

70-90

-

Ударная вязкость, 103*Нм/м2

2,8

4

2,8

3,5

Модуль упругости, ГПа

95

127

97

-

Твердость, HRC

65-78

50-70

40-50

50

Существующая на производстве технология изготовления деталей из силицированного графита заключается в следующем. Заготовки для деталей заданной формы и размеров прессуют или получают обработкой резанием с учетом необходимых припусков, а затем заготовку пропитывают по всему объему жидким кремнием при высоких температурах – выше 2000°С. При этом происходит реакция с образованием карбида кремния.

И если серийное производство уплотнений не вызывает особых трудностей, поскольку детали получают спеканием, то изготовление ремонтных деталей необходимо вести из уже спеченных заготовок механической обработкой. Это связано с рядом трудностей. В первую очередь это обусловлено высокой твердостью обрабатываемой заготовки и ее хрупкостью. Особую актуальность данный вопрос принимает при обработке торцевых канавок гидрозамков.

Кольца пар трения из силицированных графитов СГ-П, СГ-Т, а также карбидов вольфрама, кремния и алюминия обрабатывают шлифованием на универсально-шлифовальных станках. Шлифование производят   алмазными   кругами   марки АСР зернистостью 100/63 при режимах:  v = 30 м/с; S=0,05....... 0,1 мм/об; t = 0,015...0,03 мм. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют эмульсию с содержанием соды 2...3 %. Обработка таким образом цилиндрических и торцевых поверхностей не вызывает особых затруднений, хотя и достаточно трудоемка и малопроизводительно. Обработка же торцевых канавок, служащих для создания эффекта гидрозамка, данным методом невозможна. Обработка торцевых канавок на токарных станках с применением алмазных резцов также не дает желаемого результата в связи с высокой хрупкостью обрабатываемого материала и склонностью к скалыванию.

Для обеспечения качественной обработки торцевых канавок нами предлагается использовать способ электроалмазного гравирования. Обработка производится на фрезерно-гравировальном станке специальными граверами с алмазным напылением.

Проведенные эксперименты показали, что при обработке традиционным гравированием, без применения СОЖ алмазоносный слой гравера достаточно быстро изнашивается, обнажая металлический стержень, служащий основой для инструмента. Стержень, упираясь в поверхность заготовки, не дает подойти новому алмазному слою к обрабатываемой поверхности, что делает процесс гравирования невозможным. Обеспечить подход к обрабатываемой поверхности новых алмазных слоев возможно только удалением металлического стержня в изношенной зоне.

Для этой цели используется известный метод электролиза, который заключается в пропускании электрического тока между инструментом и заготовкой. Электрический ток проходя от инструмента к заготовке осуществляет ионный перенос материала инструмента, который в свою очередь, вместе с стружкой, удаляется из зоны резания струей электролита.

Проведенные эксперименты показали, что обработка торцевых канавок шириной 1 мм и глубиной 1,5 мм рационально производить граверами с алмазным напылением диаметром 0,9 мм на режимах обработки                     n=30000 об/мин; Sмин=2…3 мм/сек; t=0.2…0.3 мм; напряжение U=6 V, сила тока I=2 А. При данных режимах обработки происходит растворение стержня инструмента со скоростью позволяющей обеспечить обновление новых алмазных слоев по мере износа отработавших. 



загрузка...