Вплив режимів тонкого кубонітового шліфування на шорсткість поверхонь композитних деталей на основі відходів латуні для машин трафаретного друку

Стаття присвячена дослідженням з визначення впливу режимів тонкого шліфування інструментами з кубічного нітриду бора (КНБ, кубоніт) на параметр шорсткості Rа робочих поверхонь нових антифрикційних композитних деталей на основі шліфувальних відходів латуні Л63 з домішками твердого мастила CaF2, призначених для вузлів машин трафаретного друку. Об’єктом досліджень були зразки з нового самозмащувального антифрикційного композиту наступного складу: шліфувальні відходи латуні Л63+(6,0−9,0)%CaF2. Для тонкого шліфування поверхонь антифрикційних композитів на основі відходів латуні Л63 застосовувались абразивні круги з кубоніту зернистістю 100, 50, 28, 20, 14, 10 та 7 мкм на металевій (М), керамічній (К), гліфталевій (Гл), бакелітній (Б) та бакелітно-гумовій (Бр) зв’язках зі 100%-ю концентрацією основної зеренної фракції для порівняння їх впливу на якість поверхні оброблення. Вимірювання шорсткості робочих поверхонь антифрикційного композиту на основі відходів латуні після тонкого кубонітового шліфування виконували згідно стандартів ISO 4287–96, ISO 4288–97, ISO 21920–1:2021, EN ISO 21920–1:2022: Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Profile — Part 1: Indication of surface texture (ISO 21920–1:2021). Для цього використовували контактний профілометр MarSurf SD 26 (Mahr, Werl, Німеччина). Порівняльні трибовипробування зразків з нових композитів та з литою латунню Л63 здійснювали на машині тертя ВМТ-1 за схемою торцевого тертя без змащення рідким мастилом за наступних режимів: швидкість ковзання 1,0–3,0 м/с і навантаження 3,0 МПа на повітрі, в парі з контртілом зі сталі 20Х (ДСТУ 7806:2015), яка відповідає закордонним маркам сталей 5117, 5120 (G51170, G51200 ASTM А322 стандарти США) або сталі 20Cr4, 1.7027 (стандарт EN 10277, EN ISO 683-17) з твердістю HRC 54˗55. Показано, що на параметр шорсткості поверхні Ra суттєво впливають зернистість, матеріал кубонітового кругу та режими тонкого кубонітового шліфування. Найкращі значення параметру шорсткості Ra забезпечують шліфувальні круги з кубоніту (КНБ) зернистістю 14–28 мкм на бакелітно-гумовій зв’язці та тонкі режими різання, а саме, швидкість кругу — 22 м/с, поздовжня подача — 2 м/хв, поперечна подача — 0,1 мм/подв.хід, глибина різання — 2 мкм. Мікротопографія поверхонь композитних зразків після шліфування сприяє зменшенню часу припрацьовування контактних деталей, прискорює утворення самозмащувальних плівок на поверхнях тертя. Це мінімізує коефіцієнт тертя і інтенсивність зношування у визначених умовах експлуатації нових композитних деталей при роботі без змащування рідким мастилом. Порівняльні випробування досліджуваного композиту на основі шліфувальних відходів латуні Л63 з твердим мастилом CaF2 і литої латуні Л63 показали переваги у антифрикційних властивостях нового матеріалу в умовах тертя за навантажень до 3,0 МПа і швидкостей 1,0‒3,0 м/с без змащування рідким мастилом. Отримані результати дозволяють рекомендувати застосування нових самозмащувальних антифрикційних композитів на основі відновлених відходів латуні Л63 з домішками твердого мастила у вузлах тертя машин трафаретного друку як ефективну альтернативу деталям з литої латуні.