Влияние концентрации алмазных зерен на производительность обработки алмазным отрезным кругом

В работе методами электронной сканирующей микроскопии изучены механизмы контактного взаимодействия алмазосодержащих композиционных материалов (сегментов алмазного отрезного круга) при резании стали и бетона. Установлено, что увеличение значений режущей способности алмазного отрезного круга при повышении концентрации алмазных зёрен в алмазосодержащем композиционном материале сегментов связано не только с увеличением количества алмазных зёрен на поверхности сегмента, но и с изменением механизма контактного взаимодействия алмазосодержащей композиции, с обрабатываемым материалом. Установлено, что увеличение размеров зёрен, даже при небольшом изменении концентрации (с 17,5 до 25 отн. %) в сегменте изменяет режущую способность инструмента. Алмазные зерна снижают вклад фрикционного взаимодействия связки с обрабатываемым материалом, а их более высокая концентрация в сегменте, приводит к снижению ударных нагрузок на зерно. При резании стальной трубы, увеличение концентрации алмазных зёрен, снижает фрикционную составляющую контактного взаимодействия алмазосодержащего композиционного материала со сталью, уменьшая тепловой эффект фрикционного взаимодействия, а увеличение их размеров способствует повышению прочности их закрепления связкой, нивелируя влияние теплового эффекта фрикционного взаимодействия связки со сталью и повышения её температуры в зоне фрикционного контакта.

1. Konstanty J. Powder Metallurgy Diamond Tools. — Oxford: Elsevier. — 2005

2. Актуальные проблемы прочности. Глава 30. Современное состояние теории резания бетона и железобетона алмазным инструментом // А.В. Алифанов [и др.]; под ред. Рубаника. — Минск: ИВЦ Минфина. — 2022, 380—390

3. Лоладзе Н.Т., Церодзе М.П., Дзидзишви-ли Ю.Г., Авалишвили З.А. Исследование взаи-мосвязи производительности и стойкости алмаз-ных сверл от различных факторов // Породораз-рушающий металлообрабатывающий инстру-мент – техника, технология его изготовления и применения: XII междунар. конф. (Крым, 18 сен-тября – 24 сентября 2011). — Киев: Изд-во ИСМ им. В.Н. Бакуля НАН Украйны. — 2011, 537—541

4. Авалишвили З.А., Церодзе М.П., Лола-дзе Н.Т. Влияние некоторых физико-механиче-ских свойств металлической связки на эффектив-ность работы алмазного инструмента // European research. — 2015, № 10(11)

5. Бабич В.Е. Проблемы создания специализиро-ванного и универсального алмазно-абразивного инструмента // Современные методы и техноло-гии создания и обработки материалов: сб. науч-ных трудов. В 3 кн. Кн. 2. Технологии и обору-дование механической и физико-технической обработки / редкол.: В. Г. Залесский (гл. ред.) [и др.]. — Минск: ФТИ НАН Беларуси. — 2020, 6—15

6. Инструменты из сверхтвердых материалов в технологиях абразивной и физико-техниче-ской обработки: монография / В.И. Лавриненко, В.Ю. Солод. — Каменское: ДГТУ. — 2016

7. Wang C.Y. and Clausen R. Marble Cutting with Single Point Cutting Tool and Diamond Segments // International Journal of Machine Tools and Manu-facture. — 2002 (42), no. 9, 1045—1054

8. Denkena B. und Tönshoff H.K. Spanen: Grundla-gen. 3., bearb. u. erw. Aufl. — Berlin Heidelberg: Springer-Verlag. — 2011

9. Ersoy A., Buyuksagis S., and Atici U. Wear Char-acteristics of Circular Diamond Saws in the Cutting of Different Hard and Abrasive Rocks // Wear. — 2005 (258), 1422—1436

10. Denkena B., Becker J.C., and Gierse A. Examina-tion of Basic Separation Mechanisms for Machining Concrete and Stone // Production Engineering. Re-search and Development. — 2004 (11), no. 2, 23—28