Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия

Предложен способ протекции алмазно-гальванического покрытия в правящем инструменте, изготовленном методом гальванопластики, состоящий в использовании алмазного микропорошка, содержащегося в поверхностном слое никелевой связки покрытия и защищающего поверхность связки от гидроабразивного износа. Пред...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2017
Hauptverfasser:	Шейко, М.Н., Скок, В.Н.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України 2017
Schriftenreihe:	Сверхтвердые материалы
Schlagworte:	Инструмент, порошки, пасты
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/160110
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия / М.Н. Шейко, В.Н. Скок // Сверхтвердые материалы. — 2017. — № 2. — С. 78-87. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-160110
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1601102019-10-23T01:26:12Z Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия Шейко, М.Н. Скок, В.Н. Инструмент, порошки, пасты Предложен способ протекции алмазно-гальванического покрытия в правящем инструменте, изготовленном методом гальванопластики, состоящий в использовании алмазного микропорошка, содержащегося в поверхностном слое никелевой связки покрытия и защищающего поверхность связки от гидроабразивного износа. Представлен метод расчета режима осаждения никеля – основы нанесения алмазно-гальванического покрытия – с учетом изменения площади свободной поверхности осаждения за счет площади сечения алмазных зерен рабочей фракции и микропорошка, который позволяет вычислить скорость, временя заращивания, конечную толщину покрытия и его защитного подслоя. Запропоновано спосіб протекції алмазно-гальванічного покриття в правлячому інструменті, виготовленому методом гальванопластики, який полягає у використанні алмазного мікропорошку, що міститься в поверхневому шарі нікелевої зв’язки АГП і що захищає поверхню зв’язки від гідроабразивного зносу. Подано метод розрахунку режиму осадження нікелю – основи нанесення алмазно-гальванічного покриття – з урахуванням зміни площі вільної поверхні осадження за рахунок площі перерізу алмазних зерен робочої фракції і мікропорошку, який дає можливість обчислити швидкість, час зарощування і кінцеву товщину АГП і його захисного підшару. This paper proposes a method of a protection of diamond-galvanic covering (DGC) in dress tool, manufactured by electroforming. The method is to use a diamond micropowder contained in the surface layer of nickel ligament DGC and protect the ligaments from hydroabrasive wear. The report proposed a method for calculating the mode of deposition of nickel – the basis of the application of DGC – taking into account changes in the area of the free surface deposition by cross-sectional area of diamond grains of the work fraction and micropowder. The calculation includes the calculation of speed, time of overgrowth and finite thickness DGC and protective sublayer. 2017 Article Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия / М.Н. Шейко, В.Н. Скок // Сверхтвердые материалы. — 2017. — № 2. — С. 78-87. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0203-3119 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/160110 621.922.34 ru Сверхтвердые материалы Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Инструмент, порошки, пасты Инструмент, порошки, пасты
spellingShingle	Инструмент, порошки, пасты Инструмент, порошки, пасты Шейко, М.Н. Скок, В.Н. Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия Сверхтвердые материалы
description	Предложен способ протекции алмазно-гальванического покрытия в правящем инструменте, изготовленном методом гальванопластики, состоящий в использовании алмазного микропорошка, содержащегося в поверхностном слое никелевой связки покрытия и защищающего поверхность связки от гидроабразивного износа. Представлен метод расчета режима осаждения никеля – основы нанесения алмазно-гальванического покрытия – с учетом изменения площади свободной поверхности осаждения за счет площади сечения алмазных зерен рабочей фракции и микропорошка, который позволяет вычислить скорость, временя заращивания, конечную толщину покрытия и его защитного подслоя.
format	Article
author	Шейко, М.Н. Скок, В.Н.
author_facet	Шейко, М.Н. Скок, В.Н.
author_sort	Шейко, М.Н.
title	Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия
title_short	Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия
title_full	Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия
title_fullStr	Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия
title_full_unstemmed	Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия
title_sort	алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. сообщение 1. режим нанесения покрытия
publisher	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Инструмент, порошки, пасты
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/160110
citation_txt	Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия / М.Н. Шейко, В.Н. Скок // Сверхтвердые материалы. — 2017. — № 2. — С. 78-87. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series	Сверхтвердые материалы
work_keys_str_mv	AT šejkomn almaznogalʹvaničeskoepokrytiesprotekciejalmaznymmikroporoškomvpravâŝeminstrumentesoobŝenie1režimnaneseniâpokrytiâ AT skokvn almaznogalʹvaničeskoepokrytiesprotekciejalmaznymmikroporoškomvpravâŝeminstrumentesoobŝenie1režimnaneseniâpokrytiâ
first_indexed	2025-07-14T12:44:05Z
last_indexed	2025-07-14T12:44:05Z
_version_	1837626342592479232
fulltext	www.ism.kiev.ua/stm 78 Инструмент, порошки, пасты УДК 621.922.34 М. Н. Шейко, В. Н. Скок Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина max-kiev@i.ua Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия Предложен способ протекции алмазно-гальванического покры- тия в правящем инструменте, изготовленном методом гальванопластики, со- стоящий в использовании алмазного микропорошка, содержащегося в поверхно- стном слое никелевой связки покрытия и защищающего поверхность связки от гидроабразивного износа. Представлен метод расчета режима осаждения нике- ля – основы нанесения алмазно-гальванического покрытия – с учетом изменения площади свободной поверхности осаждения за счет площади сечения алмазных зерен рабочей фракции и микропорошка, который позволяет вычислить ско- рость, временя заращивания, конечную толщину покрытия и его защитного подслоя. Ключевые слова: алмазно-гальваническое покрытие, правящий инструмент, метод гальванопластики, протекция, алмазный микропорошок, режим нанесения покрытия. Совершенствование алмазного правящего инструмента, рабо- тающего по абразивному материалу шлифовальных кругов, как известно, сопряжено с применением алмазного порошка все более высоких, термостой- ких марок. Если сравнительно недавно были доступны лишь марки АС32 [1], то сейчас в практике изготовления и применения правящего инструмента – прежде всего алмазных роликов и брусков – используются синтетические алмазы марок АС100…АС200Т и выше. В связи с этим баланс расхода алма- зов перераспределяется от абразивного износа алмазов в сторону увеличения относительного объема вырываемых из связки еще не изношенных алмазных зерен. Это становится возможным даже при номинальных нагрузках на зерно при ослаблении его заделки в никелевой связке вследствие ее вымывания. Механизм последнего детально исследован в [2, 3] и идентифицирован как гидроабразивный износ связки правящего инструмента шламом диспер- © М. Н. ШЕЙКО, В. Н. СКОК, 2017 ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 79 гированного материала абразивных шлифовальных кругов. Закон гидроабра- зивного износа аналитически записывается следующим образом: ( ) nke−ν−ν−ν=ω 0 , (1) где ω – текущий объем карманов в межзеренном пространстве на единице площади рабочей поверхности правящего инструмента, мм3/мм2; ν – объем диспергированного абразива, поступающего в карманы за одно касание с абразивным кругом, мм3/мм2; k – безразмерный коэффициент пропорцио- нальности, зависящий от соотношения твердости связки и абразива; n – число касаний рабочей поверхности инструмента с заправляемым кругом; ν0 – на- чальный уровень карманов вскрытого инструмента, мм3/мм2. Из выражения (1) вытекает, что удельный объем карманов ω растет и асимптотически при- ближается к предельному значению ωmax, равному ν. Часто это предельное значение ωmax, зависящее от режимов правки и характеристик алмазно- гальванического покрытия (АГП), настолько велико, что соответствующая ему заделка зерен не способна удержать их от вырывания. На практике это происходит на выступающих вершинах рабочего профиля правящего инст- румента, например, вершинах резьбового профиля. Вследствие этого инстру- мент с неиспользованным в целом ресурсом снимается с операции в аварий- ном порядке. Было доказано [4], что повышение твердости свободной по- верхности связки, в том числе посредством покрытия нитридом титана, сни- жает темп роста объема карманов ω. Чтобы интенсифицировать этот эффект – эффект протекции никелевой связки от потока шлама диспергированного материала заправляемого круга – было предложено создать защитный алмазно-никелевый подслой, представ- ляющий собой алмазный микропорошок максимально возможной объемной концентрации, закрепленный гальванически осажденным никелем. В отличие от покрытия нитридом титана, имеющего толщину несколько микрометров, алмазно-никелевый защитный подслой формируется толстым, соизмеримым с размером алмазного зерна рабочей фракции. При этом защитное действие подслоя устойчиво и не подвержено случайному разрушению, как тонкое покрытие. Остановимся на конструкционном и технологическом решении создания такого подслоя (рабочие характеристики правящего инструмента с протекци- ей будут рассмотрены в следующем сообщении). Для правящего инструмента (алмазных роликов), изготовляемого методом гальванопластики, защитный подслой из алмазного микропорошка формируется после предварительного закрепления алмазных зерен рабочей фракции на поверхности графитовой формы, обратной рабочей поверхности инструмента [1]. Графитовая форма, закрытая с двух сторон ионообменными диафрагмами, помещается в камеру, снабженную приводом вращения, монтируется таким образом, чтобы обеспе- чить свободный доступ электролита к поверхности осаждаемого никеля и контакт технологического запаса микропорошка как сыпучего материала с той же поверхностью. Степень погружения графитовой формы в электролит (рис. 1) должна гарантировать выполнение условия, согласно которому но- минальная площадь осаждения никеля не должна превышать текущую номи- нальную площадь контакта алмазного микропорошка с графитовой формой. В противном случае объемная концентрация микропорошка в алмазно- никелевом подслое будет принудительно снижаться, что нивелирует защит- ные свойства этого подслоя. www.ism.kiev.ua/stm 80 H b R ϕϕ Рис. 1. Внутренний объем графитовой формы в виде тела вращения с максимальным ра- диусом R и высотой b, частично заполненный технологическим запасом алмазного микро- порошка: H – глубина погружения в электролит. Номинальную площадь осаждения никеля, а также навеску алмазного микропорошка с известной точностью можно рассчитать с учетом некоторых упрощающих моментов. Так, высота профиля рабочей поверхности правяще- го ролика (а следовательно, и графитовой формы) намного меньше радиуса R, поэтому искомую номинальную площадь можно рассчитать как долю ϕ/π (см. рис. 1) от площади периферийной поверхности тела вращения. Массу микропорошка оценивали, полагая, что при вращении графитовой формы вокруг горизонтальной оси микропорошок – как сыпучий материал – пересыпается от участка к участку внутреннего объема формы, сохраняя в динамике форму прямой криволинейной призмы высотой b, в основании которой лежит круговой сегмент радиусом R, высотой H и центральным уг- лом 2ϕ. Ее объем ( )b R V ϕ−ϕ= 2sin2 2 2 приз , (2) где ( )RH−=ϕ 1arccos . Объемная плотность микропорошка оценивается как 0,62γа [5], где γа – плотность алмаза. Тогда искомая масса призаа 62,0 Vm γ= . (3) Как отмечалось выше, технологический запас навески алмазного микропо- рошка выбирали не меньше ma (3). Площадь внутренней периферийной поверхности графитовой формы – ве- личина индивидуальная для каждого типоразмера правящего инструмента. В серии экспериментов по отработке технологии нанесения АГП с протекцией применялись фасонные правящие ролики с профилем, показанным на рис. 2. Основная фракция алмазного порошка представлена маркой АС200Т и зер- нистостью 400/315, а защитный подслой алмазного микропорошка – АСН 40/28. Исходя из выбранного типоразмера, были заданы следующие парамет- ры внутреннего объема графитовой формы, погруженного в электролит (см. рис. 1): ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 81 R = 62 мм, Н = 31 мм, b = 16 мм, 362 31 1arccos π=      −=ϕ , а также вычислены по (2) и (3) )мм(3777516 3 2sin 3 2 2 62 3 2 приз =            π−π=V ; карат)(410г8237775105,362,0 3 а ==⋅⋅⋅= −m . 1 2 12 (S = 5492 мм 2 ) 16 (S = 8017 мм 2 ) ∅ 12 1, 3 ∅ 12 3, 9 ∅ 12 5, 9 1, 3 1 Рис. 2. Фрагмент графитовой формы (в радиальном сечении) и ее внутренней перифе- рийной поверхности, обратной рабочей поверхности алмазного правящего ролика: 1 – зерна алмазного порошка рабочей фракции; 2 – защитный подслой алмазного микро- порошка. Для расчета режимов осаждения никеля необходим блок информации о следующих номинальных площадях: об общей площади поверхности графи- товой формы, находящейся под электролитом )мм(2672 3 8017 2 0 = π π=S , (4) и о площади поверхности под рабочей фракцией алмазного порошка (400/315) и погруженной в электролит )мм(1831 3 5492 2 1 = π π=S . (5) Второй необходимый блок информации – информация о структуре фор- мируемого АГП в ортогональном рабочей поверхности направлении, т. е. по глубине. На рис. 3 представлена структура АГП, где первый подслой толщи- ной h1, сопряженный с графитовой формой, – это защитный подслой, со- стоящий из алмазного микропорошка АСН 40/28, закрепленного гальваниче- ски осажденным никелем. Одновременно этот подслой является частью мат- рицы, удерживающей зерна рабочей фракции АС200Т 400/315, поэтому ус- ловная формула подслоя может быть записана как АС200Т 400/315 + АСН 40/28 + Ni. Второй подслой, лежащий в интервале от h1 до 2h′ , – это никеле- вая, без включения микропорошка, матрица, удерживающая зерна рабочей www.ism.kiev.ua/stm 82 фракции; условная формула – АС200Т 400/315 + Ni. Третий, лежащий в ин- тервале глубин от 2h′ до h2, – это оставшаяся часть никелевой матрицы без алмазных зерен; условная формула – Ni. F 0 F(h) h h 1 h 2 ′ h 2 Ni Сплав Вуда Графитовая форма AC 200T 400/315 ACH 40/28 + Ni Рис. 3. Структура АГП. Общая толщина АГП назначается как h2 = 1,5 мм, что, как показывает опыт, обеспечивает достаточную жесткость покрытия при данной зернисто- сти рабочей фракции. Толщина алмазного слоя dt рабочей фракции экспе- риментально [6, 7] и теоретически [8] исследована авторами настоящей рабо- ты. Для алмазного порошка АС200Т 400/315 dt = 0,413 мм, а глубина h1 за- щитного алмазно-никелевого подслоя равна 1/2 толщины dt, что составляет h1 = 0,207 мм. Это создает достаточный запас времени защитного действия при возможной выработке подслоя и не разупрочняет заделку зерен рабочей фракции в однородной никелевой матрице. Следующий, третий, блок исходной информации касается характера из- менения фактической площади свободной поверхности осаждения никеля по мере заращивания. Номинальная площадь S0 изначально уменьшается, как показано в [8], за счет суммарной площади контакта зерен рабочей фракции с графитовой формой, затем – за счет суммарной площади поперечных сече- ний алмазных зерен поверхностью, эквидистантной поверхности формы со значением эквидистанты h, т. е. в момент, когда толщина осажденного никеля достигает значения h. Кроме того, в интервале глубин [ ]1,0 hh∈ следует учи- тывать алмазный микропорошок, также уменьшающий фактическую пло- щадь осаждения. Общее выражение фактической площади осаждения никеля на глубине h от поверхности графитовой формы следующее: ( ) ( ) ( )      −−= hFn S S KShS cV 0 1 0 11 , (6) ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 83 где KV – объемная концентрация микропорошка в соответствующем подслое, nc – удельное число алмазных зерен рабочей фракции на рабочей поверхно- сти, F(h) – площадь поперечного сечения зерна рабочей фракции на глубине h и усредненная по всему массиву зерен на рабочей поверхности. В интерва- ле глубин от 0 до h1 величина KV принимает значение 0,62 – как максимально возможная объемная концентрация [5]. На бóльшей глубине микропорошок отсутствует; поэтому формально принимается KV = 0. Аналогично удельное число nc вне интервала [ ]2,0 hh ′∈ равно 0. Условная концентрация K алмаз- ного порошка в правящем инструменте, согласно [5], равна приблизительно 180 %, а удельное число для зернистости 400/315 в указанном интервале глу- бин nc = 5,43 мм–2. Формула поперечного сечения F(h) как функции глубины h получена в [8]: ( ) ( ) ( ) ( )hSGhSGhF GG −−+= 11 , (7) где ( ) ( )hDhSG 2 4 π= , ( ) ( ) dh d h dhD v 90,00,1 90,0 2 11 2 ≤≤              −μ−−= ( ) ( ) tt t v G dhhhd d d hS ≤≤−      π=− 0, 3 1 dG 22,2e1 −−= . Для зерен АС200Т 400/315 значения констант следующие: d = 0,4 мм, dν = 0,4096 мм [5], μ = 0,35, G = 0,589 [8]. Четвертый блок информации касается скорости осаждения никеля. Со- гласно первому закону Фарадея [9], масса вещества, выделенного на электро- де при электролизе, пропорциональна количеству электричества Q, прошед- шего через электролит: kQm = , (8) где k – электрохимический эквивалент осаждаемого вещества, который нахо- дится в соответствии со вторым законом Фарадея: FZ A k = , (9) где A – атомный вес элемента; Z – его валентность; A/Z, г/г-экв – химический эквивалент; F – число Фарадея (F = 96500 К/г-экв). Разделив обе части равен- ства (8) на плотность осаждаемого вещества γ и на площадь осаждения, а затем продифференцировав равенство по времени, получаем выражение для скоро- сти осаждения в перпендикулярном поверхности осаждения направлении: j k dt dh γ = , (10) где j, А/мм2 – плотность тока на поверхности катода, т. е. на неизолированной поверхности графитовой формы. Здесь для удобства скорость осаждения обозначена как производная толщины осаждаемого слоя h по времени в фор- ме Лагранжа. Электрохимический эквивалент никеля в соответствии с (9) равен К)г(04,3 2 71,58 96500 1 =     =k , www.ism.kiev.ua/stm 84 а плотность γ = 8,9⋅10–3 г/мм3. Тогда (10) можно переписать в виде j dt dh 2104,3 −⋅= , мм/с , (11) где размерность множителя при j – мм3/(А⋅с). На основании вышеприведенной информации можно рассчитать режим осаждения никеля. Одним из определяющих параметров является плотность тока осаждения. Для нормального протекания процесса рекомендуется [10, 11] значение jопт = 10–4 А/мм2. Как отмечалось выше, свободная площадь осаждения никеля меньше номинальной и меняется с ростом толщины осаж- даемого слоя. Вследствие этого при постоянной силе тока в цепи плотность тока переменна и ее вариация значительна. В идеальном случае следует по- добрать программу изменения во времени силы тока так, чтобы плотность была постоянна и равнялась jопт. На практике АГП разбивается по глубине на несколько участков и в пределах каждого из них обеспечивается свое посто- янное значение тока. При этом вариация плотности тока не должна выходить за допустимые пределы. Сила тока Ii на участке АГП в пределах глубины, скажем, от hi–1 до hi на- ходится из условия того, что средняя на участке плотность тока равна опти- мальной рекомендуемой: ( ) опт 1 j hS Ij i =      ≡ . (12) Усреднение обратной площади S(h) производится по h: ( ) ( ) ( )( ) ( ) . 11 111 11 0 1101  −− −−− = − =      −− i i i i h h c iiV h hii xFn S S dx hhKShS dh hhhS Из последнего равенства искомая сила тока на i-ом участке определяется как ( )( ) ( ) − − −−= − i i h h c iiV i xFn S S dx hhKSj I 1 0 1 10опт 1 1 , (13) а текущая плотность как функция толщины осажденного слоя ( ) ( ) ( )      −− = hFn S S KS I hj cV i 0 1 0 11 , (14) где параметры KV и nc, как указано в комментариях к (6), получают значения в зависимости от рассматриваемого интервала. Если вариация плотности (14) не превышает предельных значений, интервал глубин h и ток Ii выбраны пра- вильно. Второй важнейший параметр процесса осаждения никеля – это время оса- ждения t. Для i-го участка ( ) ( ) ( ) −−       − ⋅ −== − i i i i h h c i V h h i dxxFn S S I KS x dt dh dx t 11 0 1 2 0 1 104,3 1 . (15) ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 85 Следует учесть, что осаждение никеля происходит на погруженную в элек- тролит долю ϕ/π длины направляющей внутренней поверхности графитовой формы. Следовательно, время нахождения в гальванической ванной увеличи- вается в π/ϕ раза. Авторами были экспериментально подобраны интервалы глубин осаждае- мого никеля, на которых назначены постоянные значения тока осаждения, а следовательно, установлены следующие этапы заращивания. Первый этап – это этап, на котором осуществляется осаждение никеля совместно с алмазным микропорошком на графитовую форму с предварительно закрепленным алмаз- ным порошком рабочей (400/315) фракции. Интервал глубин – от 0 до h1. Второй этап начинается с изъятия из внутреннего объема графитовой формы остатка технологического запаса навески алмазного микропорошка – того остатка, что не закрепился на первом этапе осажденным никелем. При этом результаты первого этапа могут быть визуально проконтролированы – алмазные зерна рабочей фракции должны быть зарощены до половины. На втором этапе расчетную сила тока выдерживали постоянной до полного фор- мирования АГП, т. е. до глубины h2. Для удобства расчетов второй этап мож- но разделить на два подэтапа: в течение первого – зерна рабочей фракции заращиваются до полной высоты (удельное число nc здесь ненулевое), а в течение второго, самого продолжительного, – происходит формирование однородного никелевого слоя по всей номинальной площади S0. Для удобства использования рабочие формулы расчета режимов форми- рования АГП методом гальванопластики сведены в таблицу. Рабочие формулы для расчета параметров режимов осаждения никеля на различных этапах формирования АГП Осаждение никеля в интервале глубин Этап Параметр от 0 до h1 (совместно с микропорошком) от h1 до 2h′ от 2h′ до h2 1 Фактическая площадь свободной поверхности осаждения, мм2 ( ) ( ) ( )      −× ×−= hFn S S KShS c V 0 1 0 1 1 ( ) ( )      −= hFn S S ShS c 0 1 0 1 ( ) 0ShS = 2 Ток осаждения, А ( ) ( ) − −= 1 0 0 1 10опт 1 1 1 h c V xFn S S dx hKSj I ( ) ( ) 22 0 1 120опт 2 2 1 1 hh xFn S S dx hhSj I h h c ′−+ − −=  ′ 3 Плотность тока осаждения, А/мм2 ( ) ( ) ( )      − × × − = hFn S S KS I hj c V 0 1 0 1 1 1 1 ( ) ( )      − × ×= hFn S S S I hj c 0 1 0 2 1 1 ( ) 0 2 S I hj = 4 Скорость осаждения, мм/с ( ) ( )hjh dt dh 2104,3 −⋅= www.ism.kiev.ua/stm 86 (Продолжение) 5 Время осаждения, с ( ) ( )       −× × ⋅ −= − 1 0 0 1 1 2 0 1 1 104,3 1 h c V dxxFn S S I KS t ( ) ′ −       −× × ⋅ =′ 2 1 0 1 2 2 0 2 1 104,3 h h c dxxFn S S I S t ( ) 2 2 220 2 104,3 I hhS t −⋅ ′−= =′′ 6 Время в гальваниче- ской ванной, ч ϕ π 3600 1t ( ) ϕ π′′+′ 3600 22 tt Результаты расчета схематически представлены на рис. 4. 0,207 Глубина h, мм 400/315 0,413 1,5 Ток I, A Вариация плотности тока j/j опт Время в гальванической ванной 0,0624 0,248 0,69–1,20 0,9280,93–1,77 2 сут 4 ч 39 мин 13 сут 13 ч 33 мин Рис. 4. Результаты расчета параметров режима заращивания никеля при формировании АГП с протекцией. Данные, представленные на рис. 4, дают полную информацию для уста- новления режимов заращивания никеля при формировании АГП с протекци- ей для правящих роликов (гальванопластика). Результаты реализации этой схемы и работоспособность модернизированного правящего инструмента будут освещены в следующем сообщении. Запропоновано спосіб протекції алмазно-гальванічного покриття в правлячому інструменті, виготовленому методом гальванопластики, який полягає у ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 87 використанні алмазного мікропорошку, що міститься в поверхневому шарі нікелевої зв’язки АГП і що захищає поверхню зв’язки від гідроабразивного зносу. Подано метод розрахунку режиму осадження нікелю – основи нанесення алмазно-гальванічного покрит- тя – з урахуванням зміни площі вільної поверхні осадження за рахунок площі перерізу алмазних зерен робочої фракції і мікропорошку, який дає можливість обчислити швидкість, час зарощування і кінцеву товщину АГП і його захисного підшару. Ключові слова: алмазно-гальванічне покриття, правлячий інструмент, метод гальванопластики, протекція, алмазний мікропорошок, режим нанесення покрит- тя. This paper proposes a method of a protection of diamond-galvanic covering (DGC) in dress tool, manufactured by electroforming. The method is to use a diamond micro- powder contained in the surface layer of nickel ligament DGC and protect the ligaments from hydroabrasive wear. The report proposed a method for calculating the mode of deposition of nickel – the basis of the application of DGC – taking into account changes in the area of the free surface deposition by cross-sectional area of diamond grains of the work fraction and micropowder. The calculation includes the calculation of speed, time of overgrowth and finite thickness DGC and protective sublayer. Keywords: diamond-galvanic covering, dress tool, electroforming techno- logy, protection, diamond micropowder, mode coating. 1. Коломиец В. В., Полупан Б. И. Алмазные правящие ролики при врезном шлифовании деталей машин. – К.: Наук. думка, 1983. – 144 с. 2. Шейко М. Н., Мацкевич В. П., Немец В. М., Скок В. Н. Эволюция рабочей поверхности алмазных брусков в процессе врезной правки // Сучаснi процеси механiчної обработки iнструментами з НТМ і якiсть поверхнi деталей машин: Зб. наук. праць (Серiя Г “Про- цеси механiчної обробки, верстати та інструменти”) / НАН України. IНМ iм. В. М. Ба- куля. – К., 2006. – С. 118–125. 3. Шейко М. Н., Бородавко Д. Н., Скок В. Н. Эволюция рабочей поверхности алмазных правящих брусков на стадии, предшествующей ее разрушению // Сверхтв. материалы. – 2007. – № 2. – С. 65–72. 4. Шейко М. Н., Бондарь И. В. Кинетика гидроабразивного износа связки однослойного алмазного правящего инструмента с протекцией ионно-плазменными покрытиями // Высокие технологии в машиностроении и нормативно-техническое регулирование: Сб. ХХ междунар. науч.-техн. семинара ИНТЕРПАРТНЕР. – 2012. – Алушта, 2012. – С. 316– 323. 5. Шейко М. Н., Скок В. Н., Лубнин А. Г. Основные характеристики абразивно-алмазного слоя правящих иструментов // Сверхтв. материалы. – 2007. – № 4. – С. 75–78. 6. Шейко М. Н., Скок В. Н. Форма зерен как фактор, определяющий параметры алмазно- гальванического покрытия правящего инструмента. Сообщение 1. Величина занижения корпуса инструмента под нанесение алмазно-гальванического покрытия методом гальваностегии // Там же. – 2015. – № 6. – С. 86–88. 7. Шейко М. Н., Скок В. Н., Пасичный О. О. Форма зерен как фактор, определяющий пара- метры алмазно-гальванического покрытия правящего инструмента. Сообщение 2. Фак- тическая площадь контакта зерен с графитовой формой и смежные характеристики как исходные для расчета режимов нанесения алмазно-гальванического покрытия методом гальванопластики // Там же. – 2016. – № 1. – С. 61–66. 8. Шейко М. Н. Форма зерен как фактор, определяющий параметры алмазно-гальва- нического покрытия правящего инструмента. Сообщение 3. Пространственная модель алмазного зерна – “бочка параболической и круговой клепки” // Там же. – 2016. – № 3. – С. 77–88. 9. Кошкин Н. И., Ширкевич М. Г. Справочник по элементарной физике. – М.: Наука, 1975. – 256 с. 10. Лобанов С. А. Практические советы гальванику. – Л.: Машиностроение, 1983. – 248 с. 11. Ямпольский А. М., Ильин В. А. Краткий справочник гальванотехника. – Л.: Машиностроение, 1981. – 269 с. Поступила 19.10.16 << /ASCII85EncodePages false /AllowTransparency false /AutoPositionEPSFiles true /AutoRotatePages /None /Binding /Left /CalGrayProfile (Dot Gain 20%) /CalRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CalCMYKProfile (U.S. Web Coated \050SWOP\051 v2) /sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CannotEmbedFontPolicy /Warning /CompatibilityLevel 1.4 /CompressObjects /Off /CompressPages true /ConvertImagesToIndexed true /PassThroughJPEGImages true /CreateJobTicket false /DefaultRenderingIntent /Default /DetectBlends true /DetectCurves 0.1000 /ColorConversionStrategy /LeaveColorUnchanged /DoThumbnails true /EmbedAllFonts true /EmbedOpenType false /ParseICCProfilesInComments true /EmbedJobOptions true /DSCReportingLevel 0 /EmitDSCWarnings false /EndPage -1 /ImageMemory 1048576 /LockDistillerParams true /MaxSubsetPct 100 /Optimize false /OPM 1 /ParseDSCComments true /ParseDSCCommentsForDocInfo true /PreserveCopyPage true /PreserveDICMYKValues true /PreserveEPSInfo true /PreserveFlatness true /PreserveHalftoneInfo false /PreserveOPIComments false /PreserveOverprintSettings true /StartPage 1 /SubsetFonts true /TransferFunctionInfo /Remove /UCRandBGInfo /Preserve /UsePrologue false /ColorSettingsFile () /AlwaysEmbed [ true ] /NeverEmbed [ true ] /AntiAliasColorImages false /CropColorImages true /ColorImageMinResolution 300 /ColorImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleColorImages false /ColorImageDownsampleType /Bicubic /ColorImageResolution 300 /ColorImageDepth 8 /ColorImageMinDownsampleDepth 1 /ColorImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeColorImages true /ColorImageFilter /FlateEncode /AutoFilterColorImages false /ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG /ColorACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /ColorImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000ColorACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000ColorImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages false /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth 8 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /FlateEncode /AutoFilterGrayImages false /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /GrayImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000GrayACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000GrayImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages false /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict << /K -1 >> /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile (None) /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False /CreateJDFFile false /Description << /CHS <FEFF4f7f75288fd94e9b8bbe5b9a521b5efa7684002000500044004600206587686353ef901a8fc7684c976262535370673a548c002000700072006f006f00660065007200208fdb884c9ad88d2891cf62535370300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c676562535f00521b5efa768400200050004400460020658768633002> /CHT <FEFF4f7f752890194e9b8a2d7f6e5efa7acb7684002000410064006f006200650020005000440046002065874ef653ef5728684c9762537088686a5f548c002000700072006f006f00660065007200204e0a73725f979ad854c18cea7684521753706548679c300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c4f86958b555f5df25efa7acb76840020005000440046002065874ef63002> /DAN <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> /DEU <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> /ESP <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> /FRA <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> /ITA <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> /JPN <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> /KOR <FEFFc7740020c124c815c7440020c0acc6a9d558c5ec0020b370c2a4d06cd0d10020d504b9b0d1300020bc0f0020ad50c815ae30c5d0c11c0020ace0d488c9c8b85c0020c778c1c4d560002000410064006f0062006500200050004400460020bb38c11cb97c0020c791c131d569b2c8b2e4002e0020c774b807ac8c0020c791c131b41c00200050004400460020bb38c11cb2940020004100630072006f0062006100740020bc0f002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020c774c0c1c5d0c11c0020c5f40020c2180020c788c2b5b2c8b2e4002e> /NLD (Gebruik deze instellingen om Adobe PDF-documenten te maken voor kwaliteitsafdrukken op desktopprinters en proofers. De gemaakte PDF-documenten kunnen worden geopend met Acrobat en Adobe Reader 5.0 en hoger.) /NOR <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> /PTB <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> /SUO <FEFF004b00e40079007400e40020006e00e40069007400e4002000610073006500740075006b007300690061002c0020006b0075006e0020006c0075006f0074002000410064006f0062006500200050004400460020002d0064006f006b0075006d0065006e007400740065006a00610020006c0061006100640075006b006100730074006100200074007900f6007000f60079007400e400740075006c006f0073007400750073007400610020006a00610020007600650064006f007300740075007300740061002000760061007200740065006e002e00200020004c0075006f0064007500740020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e00740069007400200076006f0069006400610061006e0020006100760061007400610020004100630072006f0062006100740069006c006c00610020006a0061002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e0030003a006c006c00610020006a006100200075007500640065006d006d0069006c006c0061002e> /SVE <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> /ENU (Use these settings to create Adobe PDF documents for quality printing on desktop printers and proofers. Created PDF documents can be opened with Acrobat and Adobe Reader 5.0 and later.) /RUS () >> /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ << /AsReaderSpreads false /CropImagesToFrames true /ErrorControl /WarnAndContinue /FlattenerIgnoreSpreadOverrides false /IncludeGuidesGrids false /IncludeNonPrinting false /IncludeSlug false /Namespace [ (Adobe) (InDesign) (4.0) ] /OmitPlacedBitmaps false /OmitPlacedEPS false /OmitPlacedPDF false /SimulateOverprint /Legacy >> << /AddBleedMarks false /AddColorBars false /AddCropMarks false /AddPageInfo false /AddRegMarks false /ConvertColors /NoConversion /DestinationProfileName () /DestinationProfileSelector /NA /Downsample16BitImages true /FlattenerPreset << /PresetSelector /MediumResolution >> /FormElements false /GenerateStructure true /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles true /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /NA /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /LeaveUntagged /UseDocumentBleed false >> ] >> setdistillerparams << /HWResolution [2400 2400] /PageSize [612.000 792.000] >> setpagedevice

Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия

Institution

Ähnliche Einträge