ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
133
Однако перечисленные способы характеризуются низкой произ-
водительностью обработки. До сих пор ни теоретически, ни экспери-
ментально не найдены универсальные пути совершенствования про-
цесса обработки деталей из керамики.
Обоснование проведенных исследований.
Одним из способов
повышения производительности обработки технической керамики
является совмещение традиционных методов формообразования с
каким-либо интенсифицирующим воздействием, в частности с ис-
пользованием специальной технологической среды. Такой средой
может служить водный раствор борной кислоты. Эта малораствори-
мая слабая кислота в водных растворах ведет себя как одноосновная.
Кислотные свойства в водном растворе обусловлены образованием
протонов водорода Н
+
по реакции [1]
H
3
BO
3
+ H
2
O = [B(OH)
4
]
–
+ H
+
Известно, что при нагреве борная кислота легко растворяет окси-
ды металлов с образованием комплексных соединений [2]. Поэтому
при алмазном сверлении отверстий в оксидной керамике с использо-
ванием борной кислоты предполагается протекание следующей хи-
мической реакции [3]:
Al
2
O
3
+ 3H
3
BO
3
+ 3 H
2
O = Al[B(OH)
4
]
3
+ Al(OH)
3
Образующийся борат алюминия Al[B(OH)
4
]
3
обладает меньшей
твердостью по сравнению с оксидом алюминия; он также может вы-
полнять роль поверхностно-активного вещества (ПАВ), реализуя эф-
фект Ребиндера и обеспечивая в целом повышение производительно-
сти обработки.
При алмазном точении поликристаллического оксида алюминия
борная кислота также успешно выполняет роль ПАВ, существенно
снижая силы трения. Борная кислота оказывает также смазочное дей-
ствие, осаждаясь на контактных поверхностях инструмента и детали
и уменьшая тем самым силы резания [4].
Как уже отмечалось, ультразвуковая абразивная обработка
(УЗАО) является одним из наиболее эффективных методов формооб-
разования рабочих поверхностей деталей из технической керамики.
УЗАО характеризуется многократным ударным воздействием на об-
рабатываемый материал, его активным разрушением (диспергирова-
нием) на мельчайшие частицы. Можно предположить, что усиление
межгранульного растрескивания по границам зерен при наличии ак-
тивной технологической среды будет способствовать повышению
производительности обработки, снижению износа инструмента,
улучшению качественных характеристик деталей из керамики.
Описание экспериментальной установки и результаты иссле-
дований.
На кафедре «Технологии ракетно-космического машино-
1 3,4,5,6,7,8