Page 69 - Zmist-n2-2015

нии в атмосфере водорода. Поэтому предполагали, что при механической обра-
ботке стали в водородосодержащих средах происходят перманентная карбониза-
ция режущих кромок инструмента, наводороживание срезаемого слоя металла и
активное участие водорода в механохимическом процессе. Этот вывод имеет огром-
ное практическое значение, поскольку полимерные соединения, образующие в ре-
зультате термомеханических превращений на разных стадиях активные радикаль-
ные формы углерода и водорода, могут быть перспективными присадками к СОТС.
Исследовали состав газообразных продуктов пиролиза полимерных присадок и
их модельных соединений, формирующихся в зоне резания стали. Молекулярную
массу полимерной добавки, входящей в состав СОТС, определяли вискозометри-
a
ческим методом с последующим пересчетом по формуле η = K×М , описывающей
зависимость характеристической вязкости η от молекулярной массы М (K и a –
константы для данной системы полимер–растворитель при данной температуре).
Для этого в процессе механической обработки из СОТС периодически отбирали
пробы полимерной добавки. На дериватографе в диапазоне до 1000°С при ско-
рости нагрева 200 grad/min (эталонное вещество – окись алюминия) с помощью
термогравиметрических измерений фиксировали изменение веса полимера.
Газообразные продукты, образующиеся вследствие пиролиза полимерной
присадки и механической обработки стали, анализировали на газовом хромато-
графе CHROM-5. Расход газа-носителя 30 ml/min. Отбирали газы стандартизовано
с помощью калибровочного натекателя в течение 1,5 min. Все летучие продукты
собирали вначале при температуре жидкого азота (–196°С) в однолитровый объем.
Конденсированную фракцию (время конденсации 30 min) концентрировали, пе-
3
ремораживая ее в малый объем (10 сm ) с последующим вводом в шприц-камеру
хроматографа. Исследовали полиэтиленовую эмульсию ОКСАЛЕН-30, полиэти-
лен молекулярной массы 100000, поливинилхлоридную эмульсию и поливинил-
хлорид молекулярной массы 25000.
В качестве полимерной присадки к СОТС использовали, в основном, ПЭ и
ПВХ – наиболее удобные для анализа экспериментальных результатов, так как
их макроцепи состоят только из атомов водорода и углерода (ПЭ) и водорода,
углерода и хлора (ПВХ).

Рис. 1. Изменение молекулярной массы (М)
полимерной присадки ПЭ (1) и ПВХ (2)
в СОТС в зависимости от суммарной длины
просверленных отверстий (L) в стали 9ХС
(HRC 42…46); n = 720 rev/min; S = 0,2 mm/rev.
Cверло Р6М5 диаметром 3 mm.
Fig. 1. Change of the molecular weight (M)
of the polymeric additive polyethylene (PE) (1)
and polyvynil chloride (PVC) (2) in the cutting
liquid-cooling technological environment (LCTE),
depending on the total length of the drilled holes
(L) in 9XC steel (HRC 42...46); n = 720 rev/min;
S = 0.2 mm/rev. Drill R6M5 Æ 3 mm.

Выявили (рис. 1), что молекулярная масса полимерной присадки в процессе
механической обработки непрерывно уменьшается. Следовательно, происходит
непрерывный разрыв макроцепей полимера с образованием и накоплением их
активных фрагментов и других продуктов. Для оценки их состава спроектирова-
ли и изготовили специальное устройство – гермокамеру, которую закрепляли на
токарном станке, что давало возможность точить образец в вакууме и в газовой
смеси.

73