Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя изделий из керамики В.И. Бутенко, В.В. Гусев, Л.П. Калафатова Таганрогский государственный радиотехнический университет, Донецкий национальный технический университет
    В настоящее время в мире наблюдается тенденция производства изделий из неметаллических и композиционных материалов, которые все шире заменяют металлы во многих отраслях промышленности. Особое место среди неметаллических материалов занимает конструкционная керамика. Работы по керамическим материалам во всем мире резко интенсифицируются. При получении изделий из КК каждая предыдущая стадия изготовления оказывает решающее влияние на последующие. При использовании КК в деталях с точными размерами без окончательной механической обработки обойтись не возможно. Главным препятствием является высокая твердость и хрупкость КК. Широкое и успешное применение в промышленности технической керамики определяется разработкой эффективных технологических процессов обработки таких материалов, обеспечивающих повышение производительности обработки при обеспечении высоких эксплуатационных свойств деталей.
    Характер разрушения материалов при механической обработке можно предсказать, пользуясь феноменологическим критерием прочности, предложенным Г.С. Писаренко и А.А. Лебедевым на основе многочисленных теоретических и экспериментальных исследований [1]. В соответствии с этим критерием параметр X характеризует степень участия в разрушении сдвиговых деформаций, приводящих к предразрушеиию и затем к разрушению. Для ситаллов и керамики параметр X находится в пределах от 0,04 (АС-418, АС-370) до 0,14 (Si3N4). Таким образом, рассматриваемые материалы близки к идеально хрупким материалам, в которых связи между напряжениями и деформациями подчиняются закону Гука вплоть до разрушения. Критерий разрушения преобразуется в соответствующее уравнение теории максимальных растягивающих напряжений. Данный критерий согласуется с подходами механики квазихрупкого разрушения. Лишь введением дефектов в модель материала, задаваемых их определяющими параметрами, можно отразить реальность строения поверхностного слоя после механической обработки. В работе будем рассматривать влияние на прочность и разрушение тел наиболее опасных дефектов - трещин. Дефекты структурного низшего уровня в модели распределены равномерно и учитываются прочностной характеристикой материала, в качестве которой возьмем величину сопротивления материала развитию трещин при разрыве (Klc).
    Целью работы, которая выполнялась в соответствии с грантом Т02-06.3-65 Минобразования России 2002, является исследование влияния режимов шлифования и физико-механических свойств керамики на составляющие силы резания при шлифовании керамики и формирование поверхностного слоя деталей при алмазном шлифовании.
    Исследования были выполнены при плоском однопроходном врезном шлифовании периферией круга 1А1 250x76х20 АС-6 125/100-4-М2-01. Перед экспериментом круг подвергался правке электроэрозионным методом. В качестве исследуемых материалов были приняты Al2O3(Cп), Al2O3(Гп), Si3N4(Гп), ZrO2. Так как твердость по Виккерсу HV и статическая трещиностойкость Klc керамических материалов сильно зависят от фазового состава и метода получения, то физико-механические свойства керамики определялись методом индентирования на образцах, которые подвергались и дальнейшем механической обработке. ............