Повышение износостойкости штампового инструмента для холодной листовой вытяжки применением водорастворимого смазочного материала тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Колесниченко Алексей Олегович

• Колесниченко Алексей Олегович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Колесниченко Алексей Олегович

ВВЕДЕНИЕ

1. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

НА ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИ И ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ ИЗДЕЛИЙ

1.1 Штамповка и глубокая вытяжка листовых сталей в технологических процессах современного машиностроения

1.2 Технологические смазочные материалы, применяемые при холодной листовой штамповке и глубокой вытяжке изделий

1.3 Листовые стали, применяемые в процессах холодной листовой штамповки

и вытяжки изделий

1.4 Влияние технологических смазочных материалов на стойкость штампового инструмента

1.5 Препараты для повышения износостойкости и долговечности трибосопряжений

1.6 Цели и задачи исследований

1.7 Выводы по главе

2. НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ШТАМПОВОГО ИНСТРУМЕНТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ФРАКТАЛЬНЫЕ КЛАСТЕРЫ

2.1 Особенности процесса глубокой вытяжки осесимметричных изделий из листовых сталей

2.2 Синергетические принцыпы реализации интеллектуальных триботехнологий при глубокой вытяжке листовых сталей

2.3 Предполагаемый механизм смазочного действия водорастворимых технологических смазочных материалов, содержащих фрактальные кластеры, при глубокой вытяжке листовых сталей

2.4 Использование программного метода конечного элементного анализа ANSYS Workbench при глубокой вытяжке осесимметричных изделий из

листовых сталей

2.5 Выводы по главе

3. МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОЙ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ СМАЗОЧНЫХ СВОЙСТВ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ В

ТРИБОСОПРЯЖЕНИЯХ

3.1 Методика оценки смазочных свойств водорастворимых технологических смазочных материалов на торцевой машине трения

3.2 Методика оценки эффективности водорастворимых технологических смазочных материалов при вытяжке образцов на приборе для испытания листового металла на выдавливание МТЛ-10Г-1

3.3 Методика оптимизации процесса глубокой вытяжки изделий из листовых сталей с использованием программного метода конечно-элементного анализа ANSYS Workbench

3.4 Методики исследования нанопорошковых материалов, контактирующих поверхностей трибосопряжений на сканирующем электронном микроскопе Quanta 200, рентгеноспектральном микроанализаторе «Camebax», атомно- силовом микроскопе HV Solver

3.5 Выводы по главе

4. ДОКАЗАТЕЛЬСТВО НЕПРОТИВОРЕЧИВОСТИ ГИПОТЕЗЫ УЛУЧШЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ СВОЙСВ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ФРАКТАЛЬНЫЕ КЛАСТЕРЫ С НАНОМЕТРИЧЕСКИМИ ПОРОШКАМИ МЕТАЛЛОВ

4.1 Электронно-микроскопические исследования составов нанопорошков цветных металлов

4.2 Исследование смазочного действия Ревитаметаллизанта РВ-18 с добавками нанопорошков цветных металлов на торцевой машине трения

4.3 Исследование влияния Ревитаметаллизанта РВ-18 с добавками нанопорошков цветных металлов на штампуемость листовых сталей на приборе МТЛ-10Г-1

4.4 Определение напряжений и деформаций при вытяжке листовых сталей

методом конечно-элементного анализа ANSYS Workbench

4.5 Выводы по главе

5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ РЕВИТАМЕТАЛЛИЗАНТА РВ-18

5.1 Технология производства и применения Ревитаметаллизанта РВ-18

5.2 Производственные испытания Ревитаметаллизанта РВ-18

5.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение износостойкости штампового инструмента для холодной листовой вытяжки применением водорастворимого смазочного материала»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Получаемые глубокой вытяжкой осе-симметричные детали из листовых сталей находят широкое применение в серийном и массовом производствах современного машиностроения. Создание научно -обоснованных технологий получение осесимметричных деталей глубокой вытяжкой из листовых сталей с высоким качеством поверхности и их внедрение в современные производственные процессы является актуальной научно -производственной проблемой.

Поверхности деталей в процессе глубокой вытяжки с использованием технологических смазочных материалов с низкими смазочными свойствами в результате повышения температуры и схватывания в контакте штамповый инструмент - деталь подвергаются задирам, что приводит к ухудшению качества поверхности деформированных деталей, приостановлению технологического процесса для удаления рисок на штамповом инструменте.

Несмотря на достижения в области разработки и исследования технологических смазочных материалов (ТСМ), вопросы повышения качества поверхностей деталей при глубокой вытяжке с их использованием изучены недостаточно. ТСМ, содержащие минеральные масла с добавками, не обеспечивают в полной мере качество деформируемых поверхностей при глубокой вытяжки листовых сталей, трудно утилизируются, а также оказывают вредное воздействие на работающих и окружающую среду. Требуется применение специальных технологий по удалению остатков ТСМ с поверхностей изготовленных деталей после проведения операций глубокой вытяжки.

Перспективным направлением является разработка водорастворимых технологических смазочных материалов (ВТСМ) лишенных недостатков, описанных выше. Повысить качество поверхности таких деталей, полученных с использованием данных технологических процессов, возможно при формировании в зоне контакта штамповый инструмент-деталь диссипативных структур из смазочной среды при пластических деформациях.

При глубокой вытяжке деталей могут быть реализованы идеи наноинжене-рии разработкой по золь-гель технологии и использованием нового Ревитаметал-лизанта РВ-18, содержащего гибридные фрактальные кластеры. Гибридные фрактальные структуры включают фрактальные кластеры, поверхностно-активные вещества (ПАВ), нанометрические частицы порошков цветных металлов. Такие гибридные кластеры адсорбируют на поверхностях трибосопряжений, формируют в контактах трибосопряжений комбинированные пленки, состоящие из оксида кремния, ПАВ, нанопорошков цветных металлов, уменьшающие адгезионное взаимодействие деталь-штамповый инструмент, что обеспечивает износостойкость штампового инструмента, улучшает качество обрабатываемых поверхностей, снижает силовые параметры. Остатки ВТСМ на поверхностях деталей смываются водой или водными щелочными растворами и легко утилизируются.

Комплексная методика оценки влияния технологических смазочных материалов на напряжения, деформации при глубокой вытяжке осесимметричных изделий из листовых сталей с использованием модели вытяжки листовых сталей в универсальной программной системе конечно-элементного анализа ANSYS Workbench позволяют моделировать данный процесс. Актуальным является также проведение оптимизации данного процесса выбором листового материала для изготовления изделия с определением напряжений, деформаций, возникающих в заготовке, усилия прижима заготовки, ее толщины, величины зазоров между штам-повым инструментом и заготовкой, определением коэффициента трения в три-босопряжениях. Такие работы актуальны и требуют технической проработки.

Исследования механизма смазочного действия ВТСМ в технологическом процессе глубокой вытяжки листовых сталей проводили в центре коллективного пользования (ЦКП) «Нанотехнологии» ЮРГПУ (НПИ).

Степень разработанности темы. В последнее время для улучшения смазочного действия конструкционных, технологических смазочных материалов вводятся нанометрические добавки различных металлов, веществ с целью улучшения их смазочного действия. Несмотря на обилие публикаций, недостаточно изучены возможности наноинженерии регулирования совместным действием фрактальных

структур и вводимых добавок на механизм их смазочного действия. Недостаточно используется для определения контактных взаимодействий, напряжений и деформаций в трибосопряжениях универсальная программная система конечно-элементного анализа ANSYS Workbench. Программная система позволяет моделировать и оптимизировать контактные взаимодействия в узлах трения машин, механизмов приборов, а также напряжения, деформации в трибосопряжениях технологических процессов изготовления деталей с применением конструкционных и технологических смазочных материалов.

Данная диссертационная работа выполнена по специальности 2.5.3-«Трение и износ в машинах».

Цель работы - повышение износостойкости штампового инструмента при глубокой вытяжке изделий из листовых сталей, улучшение качества поверхностей изделий разработкой нового Ревитаметаллизанта РВ-18, содержащего гибридные фрактальные кластеры, разработкой комплексной методики исследования смазочных свойств технологических смазочных материалов, напряжений, деформаций в трибосопряжениях с использованием модели вытяжки листовых сталей в универсальной программной системе конечно-элементного анализа ANSYS Workbench.

Задачи исследований:

1. Провести теоретические и экспериментальные исследования формирования структур, полученных по золь-гель технологии в зоне контакта штамповый инструмент-обрабатываемое изделие, оценить их влияние на процесс вытяжки.

2. Разработать комплексную методику оценки смазочных свойств ВТСМ при вытяжке изделий из листовой стали на торцевой машине трения, на гидравлической машине для испытания листового металла на выдавливание МТЛ-10Г-1.

3. Произвести оценку смазочные свойства нового Ревитаметаллизанта РВ-18 по разработанным методикам, установить механизм смазочного действия Ревита-металлизанта РВ-18.

4. Оптимизировать процесс глубокой вытяжки осесимметричных заготовок из листовых сталей с применением Ревитаметаллизанта РВ-18 на модели вытяжки

в универсальной программной системе конечно-элементного анализа ANSYS Workbench.

5. Разработать технологию производства и применения Ревитаметаллизанта РВ-18 при глубокой вытяжке деталей из листовых сталей, определить его физико-химические свойства.

Научная новизна результатов исследований заключается в следующем:

1. Высказана и экспериментально подтверждена гипотеза о том, что использование ВТСМ, полученных по золь-гель технологии, содержащих гибридные фрактальные кластеры, с адсорбированными ПАВ, нанометрическими кластерами порошков цветных металлов при вытяжке осесимметричных изделий из листовых сталей, обеспечивает образование самоорганизующихся диссипативных структур фрактальных, гетерогенных, ламеллярных структурно-химического модифицирования. Данные структуры в зоне контакта штамповый инструмент-деформируемое изделие улучшают смазочное действие ВТСМ, качество поверхности изделий, локализует деформацию и адгезионное взаимодействие на микро, - мезоуровнях, повышают долговечность штампового инструмента

2. Разработана комплексная методика оценки смазочных свойств ВТСМ при вытяжке изделий из листовой стали на торцевой машине трения, на модернизированной гидравлической машине для испытания листового металла на выдавливание МТЛ-10Г-1, напряжений в трибосопряжениях с использованием модели вытяжки листовых сталей в универсальной программной системы конечно-элементного анализа ANSYSW orkbench.

3. Разработаны методики исследования контактирующих поверхностей трибосопряжений при глубокой вытяжке листовых сталей при смазывании Реви-таметаллизантом РВ-18 с добавками нанопорошковых материалов, на сканирующем электронном микроскопе Quanta 200, анализаторе рентгеновском (РСМА) микрозондовом «Camebax» французской фирмы «Сameca», на атомно-силовом микроскопе HV Solver.

Теоретическая и практическая значимость работы представлена следующими положениями:

1. Формирование технологическими приемами диссипативных структур фрактальных, гетерогенных, ламеллярных структурно-химического модифицирования позволили разрабатывать ВТСМ, используемых для обработки различных материалов давлением, лезвийной, алмазно-абразивной обработки в технологических процессах современного машиностроения.

2. Разработка комплексной методики исследования смазочных свойств ВТСМ на торцевой машине трения, модернизированной гидравлической машине для испытания листового металла на выдавливание МТЛ-10Г-1, напряжений, деформаций, модели вытяжки листовых сталей в универсальной программной системы конечно-элементного анализа ANSYS Workbench позволяет оптимизировать технологический процесс получения осесимметричных деталей глубокой вытяжки из различных листовых сталей и различной толщины.

3. Разработаны методы исследования механизма смазочного действия ВТСМ на сканирующем электронном микроскопе Quanta 200, рентгеноспектральном микроанализаторе «Camebax», атомно-силовом микроскопе HV Solver.

4. Разработаны технологии производства, применения Ревитаметаллизанта РВ-18 при глубокой вытяжке деталей из листовой стали, определены его физико-химические свойства.

5. Разработаны рекомендации по промышленному применению и использованию РВ-18 и произведена оценка технико-экономической эффективности его применения.

Методология и методы исследования поставленных задач базируются на основополагающих уравнениях обобщенного закона внешнего трения при пластической деформации В. Е Исаченкова, Е.И. Исаченкова, трения и смазывания твердых тел по Боудену Ф.П. и Тейбору Д., методе конечно-элементного анализа напряжений, деформаций в деформируемом изделии с учетом трения Мизеса-Генки. Численный анализ результатов теоретических исследований напряжений с использованием модели вытяжки листовых сталей при глубокой вытяжке листовых сталей осуществлялся на компьютере в универсальной программной системе конечно-элементного анализа ANSYS Workbench.

Экспериментальные исследования механизма смазочного действия проводили на торцевой машин трения, модернизированной гидравлической машине для испытания листового металла на выдавливание МТЛ-10Г-1, на сканирующем электронном микроскопе Quanta 200, ренгеноспектральном микроанализаторе «Camebax», на атомно-силовом микроскопе HV Solver.

Положения, выносимые на защиту, включают:

1. Теоретические и экспериментальные исследования формирования самоорганизующихся диссипативных структур, генерируемых из ВТСМ, содержащих гибридные фрактальные кластеры с адсорбированными ПАВ, нанометрическими кластерами порошковых цветных металлов в зоне контакта штамповый инстру-мент-обрабатываемое изделие, их влияние на процесс вытяжки листовых сталей.

2. Комплексную методику оценки смазочных свойств ВТСМ при вытяжке изделий из листовой стали на торцевой машине трения, на модернизированной гидравлической машине для испытания листового металла МТЛ-10Г-1, напряжений, деформаций в трибосопряжениях, модели вытяжки листовых сталей в универсальной программной системе конечно-элементного анализа ANSYS Workbench.

3. Механизм смазочного действия нового Ревитаметаллизанта РВ-18.

4. Смазочные свойства нового РВ-18 и их оценка по разработанным методикам на торцевой машине трения, модернизированной машине для испытания листового металла на выдавливание МТЛ-10Г-1.

5. Процесс оптимизации глубокой вытяжки осесимметричных заготовок с использованием РВ-18, модели вытяжки листовых сталей в универсальной программной системе конечно-элементного анализа ANSYS Workbench.

6. Технологию производства, применения и утилизации РВ-18 при глубокой вытяжке деталей из листовых сталей, физико-химические свойства РВ-18.

7. Рекомендации по промышленному применению и использованию РВ-18, оценку технико-экономической эффективности его применения.

Степень достоверность и апробация результатов достигалось корректной постановкой задач исследований, применением уравнений классической трибо-

техники, программы для расчета напряжений, деформаций в деформированном изделии и оптимизации процесса на модели глубокой вытяжки изделий из листовых сталей с учетом трения в универсальной программной системе конечно-элементного анализа ANSYS Workbench. Экспериментальные исследования проводились при 3-5 параллельных опытах на своевременно проверенном оборудовании с последующей статистической обработкой результатов экспериментов.

Апробация и реализация результатов исследований осуществлялась публикациями статей в научных журналах и тематических сборниках в количестве 31 работ, 8 из которых опубликованы в рецензируемых журналах и изданиях, в т.ч. в 4 изданиях, включенных в международную реферативную базу данных Scopus. Результаты исследований докладывались на международных научно-технических конференциях.

Проведены промышленные испытания Ревитаметаллизанта РВ-18 в г. Новочеркасске на электровозостроительном заводе ООО «ПК «НЭВЗ» при вытяжке жолобов - деталей 7ТН.470.814 и 7ТН.470.815, являющихся составной частью кожуха зубчатой передачи колесно-моторного блока электровоза ВЛ 80. Вытяжку жолоба кожуха колесно-моторного блока электровоза ВЛ-80 проводили на прессе двухкривошипном закрытом простого действия КА3539А.

При проведении вытяжки желобов использовали 40%- ные водные растворы Ревитаметаллизанта РВ-18 вместо 40%-ных растворов индустриального масла И-40 в керосине. При испытаниях не происходило схватывания между желобами и матрицей, обеспечивалась исходная шероховатость Ra50 мкм на поверхностях вытягиваемых заготовок. Износостойкость штампового инструмента при использовании Ревитаметаллизанта РВ-18 увеличивалась в 1,6-1,8 раза.

Рекомендовано проводить дальнейшие испытания Ревитаметаллизанта РВ-18 с целью его внедрение в производство при вытяжке желобов 7ТН.470.814 и 7ТН.470.815 из листовой стали Ст3пс для кожухов зубчатых передач колесно-моторного блока электровозов ВЛ-80, ВЛ-10, EL2, EL21.

На АО «Завод имени М.И. Платова» в станице Багаевская проведены сравнительные производственные испытания с целью замены импортного концентра-

та СОЖ «Bechem Avantin 361 I-N», производимого в Германии, на отечественный Ревитаметаллизант РВ-18. Сравнительные испытания при лезвийной обработке проводили при изготовлении детали «Проушина», устанавливаемой в машинах сельскохозяйственной техники, лезвийной обработке - фрезерованием плоскостей. Материал «Проушины» низколегированная конструкционная сталь 10ХСНД ГОСТ 6713-91, содержащая хром, кремний, никель, медь менее 1,5 %.

В качестве смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при лезвийной обработке на предприятии используют растворимый в воде 6%-ный водный раствор водосмешиваемого концентрата СОЖ «Bechem Avantin 361 I-N», содержащий до 50% минерального масла, а в качестве режущего инструмента сборную фрезу EHF-ENMX06-D16Z2C16-L150, высокоскоростную, бренд YG-1, с 2-мя сменными пластинами из твердого сплава ENMX06.

Сравнительные испытания 4%-ного водного раствора Ревитаметаллизанта РВ-18 и 6%-ного водного раствора водосмешиваемого концентрата СОЖ «Bechem Avantin 361 I-N» проводили на вертикально-фрезерном обрабатывающем центре «Haas VF-6» фирмы «Haas Automation Inc.», США. Испытания показали, что при испытании 4%-ного водного раствора получена шероховатость фрезеруемой поверхности деталей «Проушина» при черновой обработке Ra=12,5 мкм и чистовой Ra=3,2 мкм. В процессе фрезерования деталей «Проушина» Ревитаметаллизант РВ-18 не оказывал вредного воздействия на работающих.

Для внедрения в производство и замены импортного водосмешиваемого концентрата СОЖ «Bechem Avantin 361 I-N» рекомендовано провести дальнейшие производственные испытания и внедрение Ревитаметаллизанта РВ-18 на операциях точения, алмазно-абразивной обработки легированных сталей.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на международных и всероссийских конференциях: «Новые технологии управления движением технических объектов» - 5-ая Междунар. науч.-техн. конф., г. Новочеркасск,18-20 дек.2002 г. ЮРГТУ (НПИ); «Механика и трибология транспортных систем-2003» г. Ростов н/Д, сент.2003 РГУПС; «Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике» - 2-ая

Междунар. науч.-практ. конф. г. Новочеркасск 6 нояб.2003 г., ЮРГТУ (НПИ); 3-я Междунар. науч.-практ. конф. г. Новочеркасск 5 нояб. 2004 г. ЮРГТУ (НПИ); 4-я Междунар. науч.-практ. конф. г. Новочеркасск 4 нояб. 2005 г., ЮРГТУ (НПИ); «Проблемы трибоэлектрохимии» Междунар. науч.-практ. конф. г. Новочеркасск 16-19 мая 2006 г., ЮРГТУ (НПИ); «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии» 1-я Междунар. научн. конф., Плес, Ивановская обл. 23-27 июня 2008 г., ИГХТУ; 2-я Междунар. научн. конф., Плес, Ивановская обл. 21-25 июня 2010 г., Ин-т химии растворов РАН; «Трибология - машиностроению» - Науч.-техн. конф. с участием иностр. специалистов, посвящ. 120-летию М.М. Хрущова, г.Москва, 2010, ИМАШ РАН им. А.А. Благонравова; «Трибология - машиностроению» XII Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 80-летию ИМАШ РАН, г. Москва, 19-21 ноября 2018 г., ИМАШ РАН им. А.А. Благонравова; ХШМеждунар. науч.-практ. конф., г. Москва, 14-16 окт. 2020 г., ИМАШ РАН им. А.А. Благонравова; «Перспективные направления развития отделочно-упрочняющей обработки и виброволновых технологий» - Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 90-летию заслуженного деятеля науки и техники РФ, д.т.н., почетного проф. ДГТУ А.П. Бабичева г. Ростов-на-Дону, 27-28 февр. 2018 г., г. Ростов н/Д , ДГТУ; «Динамика технических систем ДТС-2019" - Междунар. науч.-техн. конф., г. Ростов н/Д, 11-13 сент. 2019 г., ДГТУ; «Повышение эффективности технических систем» - Всерос. национал. науч.-практ. конф., г. Ростов-н/Д, 5-6 но-яб.2020 г. РГУПС.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 31 печатных работах, из них 4 - рекомендованные ВАК Минобрнауки РФ, 4 -входящие в международную реферативную базу данных и систему цитирования -Scopus.

Структура диссертации. Работа изложена на 167 страницах и включает введение, 5 глав, заключение, список литературы из 146 наименований, включает 42 рисунка и 5 таблиц.

1. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИ И ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ ИЗДЕЛИЙ

1.1 Штамповка и глубокая вытяжка листовых сталей в технологических процессах современного машиностроения

Формообразующими операциями холодной листовой штамповки являются: гибка, вытяжка, глубокая вытяжка, многопереходная вытяжка, вытяжка с утонением стенки, отбортовка, обжим, формовка. В общем комплексе технологии машиностроения все возрастающие значение приобретает обработка металлов давлением, в том числе холодная листовая штамповка и глубокая вытяжка [1-11]. Глубокая вытяжка - процесс, в котором заготовка из листового металла втягивается в формующем штампе в радиальном направлении за счет механического воздействия пуансона, т.е. процесс преобразования формы заготовки с сохранением материала. Процесс вытяжки считается «глубоким», когда глубина детали превышает ее диаметр.

Холодная листовая штамповка, глубокая вытяжка - ресурсосберегающие технологии, позволяющие получать заготовки с минимальными затратами материалов и времени. Холодная листовая штамповка представляет собой сложный комплекс различных технологических этапов. Широкое применение этот вид обработки металлов давлением нашел в автомобилестроении, железнодорожном транспорте, тракторостроении, сельхозмашиностроении, производстве товаров массового потребления и других отраслях промышленности.

В номенклатуру деталей автомобильного транспорта, изготавливаемых методами листовой штамповки, входят [12]: заготовки деталей подвески (передние и задние рычаги, рулевые тяги, корпуса тормозных цилиндров и другие детали), капоты, двери, рамы кузова и кабины, профили для изготовления стенок, полов, потолков фургонов, кузовов прицепов и полуприцепов, лонжероны грузовых и легковых автомобилей, корпуса шаровых шарниров, детали автомобильных фонарей и арматура кронштейна ремня безопасности и другие детали. Листовой

штамповкой изготовляют более 70 % деталей легковых автомобилей, около 95 % металлических изделий широкого потребления. Коэффициент использования металла достигает в среднем 75 %.

Одной из самых распространенных операций листовой штамповки является вытяжка, глубокая вытяжка. С помощью глубокой вытяжки получают осесиммет-ричные детали и детали сложной формы. В результате большой степени деформации и малой толщине исходного металла возникает неблагоприятное напряженно - деформированное состояние, что может привести к процессу схватывания, гофраобразования, появлению трещин и разрыва металла.

Изготовление деталей холодной вытяжкой осуществляется без нагрева заготовки. Однако при холодной вытяжке деталей происходит ряд явлений, которые требуют дальнейшего изучения и проработки. Среди них образование в процессе глубокой вытяжки и штамповки различных дефектов, возникающих на поверхности штампового инструмента и готового изделия. К таким дефектам относятся задиры и риски, появляющиеся на поверхности готового изделия, усталостное выкрашивание штампового инструмента, которые приводят к возникновению брака [145-147].

Большой вклад в решение технологических проблем штамповки внесли Непершин Р.И., Артес А.Э., Сосенушкин Е.Н. Экспериментальными исследованиями разделительного инструмента холодной штамповки занимались Михайлен-ко Ф.М., Романовский В.П. и др. Вопросам влияния жесткости оборудования на условия работы и стойкость инструмента посвятили свои работы Ланской Е.Н., Банкетов А.Н. , Корнилова А.В. и др. Развитием теории накопления повреждаемости при циклическом нагружении штампов занимались Серенсен С.В., Когаев В.П., Махутов Н.А., Прошковец Й. Войтишок Я. Palmgner A, Miner M.A. и др.

По свидетельству А.В. Корниловой [145] ложность прогнозирования стойкости штамповой оснастки состоит в том, что ее эксплуатация сопровождается совместным действием двух разрушающих процессов износа и усталости, которые могут ускорять или замедлять действие друг на друга.

Большое число исследовательских работ по повышению эффективности

технологических смазочных материалов при обработке металлов давлением велось и ведется на макроуровне, тогда как триботехнические свойства смазочного материала проявляющегося на мезо-, наноуровнях и изучены не в полном объеме [146]. Новые возможности в создании технологических смазочных материалов с улучшенными свойствами открывает применение нанометрических частиц цветных металлов.

В жестких условиях штамповки и глубокой вытяжки часто толщины пленок, образуемых в зоне контакта, недостаточно для образования и сохранения прочного и устойчивого граничного слоя, который в течение длительного времени надежно исключал бы металлический контакт между поверхностями трибосо-пряжений. Достаточно универсальным, высокоэффективным и экономичным способом улучшения триботехнических свойств технологического смазочного материала является применение высокодисперсных твердых добавок, например, нано-порошков цветных металлов. Такие добавки многофункциональны, поэтому их все шире применяют для улучшения антифрикционных, противоизносных, проти-возадирных свойств смазочных материалов.

Применением высокоэффективных ревитаметализантов, содержащих нано-порошков цветных металлов, поможет не только повысить стойкость штампового инструмента и качество штамповок, исключить задиры, уменьшить расход материала, но и привести к коренному улучшению самого технологического процесса штамповки и глубокой вытяжки, за счет уменьшения трения, износа штампового инструмента и изменения геометрических размеров. Решить данную сложную задачу можно разработкой и использованием высокоэффективных смазочных материалов ревитаметаллизантов, подсмазочных и смазочных покрытий [13, 14].

1.2 Технологические смазочные материалы, применяемые при холодной листовой штамповке и глубокой вытяжке изделий

Технологические смазочные материалы (ТСМ) для обработки материалов давлением классифицируются на классы, группы, подгруппы по физико-

химическому составу; среде, к которой добавляют различные вещества; агрегатному состоянию; назначению и другим признакам [13-26]. На основании анализа литературных данных предложена классификация ТСМ по агрегатному состоянию и физико-химическим свойствам для обработки материалов давлением, в том числе для изготовления оболочек из листовых сталей.

Классификация, анализ и испытания ТСМ базируются на стандартных методах: международных стандартах ISONC 28, DIN (Германия), ASTM (США), IP (Великобритания), NF (Франция), JIS (Япония). В состав данной классификации включена группа функциональных универсальных водорастворимых технологических смазочных материалов (УВТСМ), содержащие фрактальные лигандные кластеры [13], разработанных в Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) имени М.И. Платова

Согласно данной классификации ТСМ для обработки металлов давлением делятся на группы:

- водосмешиваемые - водные растворы, растворы электролитов, полусинтетические, синтетические, эмульсии, водные суспензии;

- органические жидкости - хлорированные, ароматические и циклические углеводороды, альдегиды, синтетическое парафиновое масло, скипидар и др.;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Колесниченко Алексей Олегович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Унксов, Е.П. Теория пластичных деформаций металлов / Е.П. Унксов, У. Джонсон, В.Н. Колмагоров, Е.А. Попов и др.// Под ред. Е.П.Унксова, А.Г. Овчинникова. - М.: Машиностроение, 1983. - 598 с.

2. Попов, Е.А. Основы теории листовой штамповки /Е.А. Попов - М.: Машиностроение, 1977. -277с.

3. Зубов, М.Е. Листовая штамповка /М.Е. Зубов.- Л.: Машиностроение, 1980. - 432 с.

4. Зубов, М.Е. Повышение стойкости штампов для холодной штамповки /М.Е. Зубов - Л: НТП, 1960. - 34 с.

5. Романовский, В.П. Справочник по холодной штамповке /В.П. Романовский - Л.: Машиностроение, 1979. - 520 с.

6. Аверкиев, Ю.А.Технология холодной штамповки /Ю.А.Аверкиев, А.Ю. Аверкиев. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.

7. Мельников, Э.Л. Холодная штамповка днищ / Э.Л. Мельников - М.: Машиностроение, 1976.-184 с.

8. Тарновский, И.Я. Контактные напряжения при пластической деформации /И.Я Тарновский, А.Н Леванов, М.И. Поксеваткин - М.:Металлургия, 1966.-280 с.

9. Леванов, А.Н. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением /А.Н. Леванов, В.Л. Колмогоров, С.П. Буркин, Б.Р. Картак и др. - М.: Металлургия, 1976. - 416 с.

10. Полухин, П.И. Деформации и напряжения при обработке металлов давлением /П.И. Полухин, В.К. Воронцов, А.Б. Кудрин, Н.А. Чичинев - М: Металлургия, 1974. - 336 с.

11. Скрипачев, А.В. Вытяжка листового материала: электрон. учеб.-метод. пособие /А.В.Скрипачев.- Тольятти: Изд.-во ТГУ,2016.-1 оптический диск. -51 с.

12. Боровский, Б.Е.Справочная книга автомобилиста /Б.Е. Боровский, М.Д. Попов, М.Я. Пронштейн. Под ред.Д.А.Белова 5-е изд. перераб. и доп. -Л.: Лениз-дат, 1979. -334 с.

13. Шульга, Г.И. Функциональные водорастворимые технологические смазочные средства для обработки материалов: монография / Г.И. Шульга - Ростов н/Д: изд.-во: Изв. вузов. Сев.-Кавк.регион, 2004. - 212 с.

14. Шульга, Г.И. Водорастворимые технологические топокомпозиты для получения тонкостенных оболочек из труднообрабатываемых материалов /Г.И. Шульга //Наука и технологии. Труды XXI Российской школы - М.:РАН, 2001. -С.147-154.

15. Вейлер, С.Я. Действие смазок при обработке металле давлением /С.Я. Вейлер, В.И.Лихтман - М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 232 с.

16. Грудев, А.П. Трение и смазки при обработке металлов давлением: Справочн. изд. /А.П.Грудев, Ю.В.Зильберг, В.Т.Тилик .-М.:Метал-лургия,1982.-312 с.

17. Бердичевский, Е.Г.Смазочно-охлаждающие средства для обработки материалов: Справочник /Е.Г.Бердичевский.- М.:Машиностроение,1984. - 224 с.

18. Грудев, А. П. Технологические смазки в прокатном производстве. /А. П. Грудев, В. Т. Тилик - М.: Металлургия, 1975. - 368 с.

19. Исаченков, Е.М. Контактное трение и смазки при обработке металлов давлением / Е.М. Исаченков - М. Машиностроение, 1978.- 206 с.

20. Чертавских, А.К. Трение и смазка при обработке металлов /А.К. Чертав-ских - М.: Металлургия, 1955. - 380 с.

21. Чертавских, А.К., Белосевич В.К. Трение и технологическая смазка при обработке металлов давлением /А.К. Чертавских, В.К. Белосевич - М.: Металлургия, 1968.-362 с.

22. Лихтман, В.И., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика металлов / В.И. Лихтман, Е.Д. Щукин, П.А. Ребиндер - М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 308 с.

23. Кокрофт, М.Г. Смазка и смазочные материалы: Смазка в процессах обработки металлов давлением / М.Г. Кокрофт Пер. с англ. - М.: Металлургия, 1970. - 111 с.

24. Малиновский, Г.Т. Масляные смазочно-охлаждающие жидкости для обработки металлов резанием /Г.Т. Малиновский-М.: Химия,1988.-192 с.

25. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки ме-

таллов резанием: Справочник /Под общей ред. С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлинера. -2-

е изд., перераб. и доп. - М.:Машиностроение, 1995. - 496 с.

26. Курчик, Н.Н. Смазочные материалы для обработки металлов резанием

(состав, свойства и основные производства) / Н.Н. Курчик, В.В. Вайншток, Ю.Н.

Шехтер - М.:Химия,1972 .- 312с.

27. Брейтуэйт, Е.Р. Твердые смазочные материалы и антифрикционные по-

крытия/ Е.Р. Брейтуэйт Под ред. В.В.Синицына, пер. с англ. С.Д. Клюшнева -

М.:Химия, 1967. - 320 с.

28. Вайнштейн, В.Э. Сухие смазки и смазывающиеся материалы / В.Э. Вайнштейн, Г.И. Трояновская - М.: Машиностроение,1968. - 180 с.

29. Золотовицкий, Я.М Технологические Смазки на основе гидронов и дисперсных полимеров для обработки металлов давлением /Я.М Золотовицкий, В.Е. Шастопалов, В.И. Маркович //Трение и износ,1980. - Т.1. - №4. - С.669-673.

30. Боледзюк, М.В. Адгезионные свойства технологических смазок на основе гидронов с полимерными наполнителями / М.В. Боледзюк, В.Ф. Галоган, В.Е. Шестопалов //Трение и износ -T10. - №6. -C.1112-1115.

31. Шолом, В.Ю. Разработка методологии определения триботехнических характеристик и выбора СОТС при проектировании технологических процессов обработки: диссертация ... докт. техн. наук: 05.02.04 /Шолом Владимир Юрьевич. - Москва, 2005. - 387 с.

32. Абрамов, А.Н. Развитие методики исследования контактного взаимодействия заготовки с инструментом в процессах холодной обработки металлов давлением: диссертация.. докт. техн. наук: 05.16.05 /Абрамов Александр Николаевич. - Уфа, 2016. -279 с.

33. Дубровский, Ю.С. Технологические смазочные материалы для штамповки металлов /Ю.С. Дубровский, В.А. Уткин //Кузнечно-штамповочное производство, 1996. - №10. - С.5 -8.

34. Барыкин, Н.П. Интенсификация процесса штамповки на основе регулирования реологии приповерхностных слоев // Автореф. диссертации.... докт. техн. наук: 05.1б.05./Барыкин Николай Петрович.- Mосква,1992. - 50 с.

35. Барыкин, Н.П. Сверхпластичность и контактное трение /Н.П. Барыкин //Кузнечно-штамповочное производство,198б. - №8. - С.8-9.

36. Lubricat improves Parts Finish/Production (USA)-1993.-V.105.-№ 8.-P.70.

37. Mehrkomponenten - Schmiermittel für die Spanlose Fertigung Maschinenmark, 1994. - B.100. -№49.- S.65.

38. Chlorfreies Schmiermittel für Kaltumformg - aufgaben //Bander - Bleche -Rohre. - 1992. -B.33. - № 1. - S.55.

39. Encone une Victore paur la lubfikation ecologye //Mасh.Prod.1993. -№ 59б.-Suppl. - P. 66-67.

40. Шульга, Г.И. Влияние нанокластеров меди и бронзы на смазочные свойства водорастворимого смазочного материала РВ-18 /Шульга Г.И., Колесниченко А.О //Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2005. - Спецвып.: Проблемы трибоэлектрохимии. - С. 19-23.

41. Шульга, Г.И. Смазочные свойства пластичных смазочных материалов со структурированными нанопорошковыми загустителями / Г.И. Шульга, Е.В. Скринников, А.О. Колесниченко, А.Н. Конечный //Вестник РГУПС. - 2011. -№4(44). - С.108-115.

42. Шульга, Г.И. Функциональные технологические смазочные материалы, структурированные нанопорошками цветных металлов, для повышения эффективности обработки деталей транспортных средств /Г.И. Шульга, А.О. Колесни-ченко, Е.В Скринников, Шульга Т.Г. //Вестник ДГТУ. - 2011. - Т.11, № 10 (бб). -С.18б7-1873.

43. Mотовилин, Г.В. Автомобильные материалы: Справочник / Г.В. Mото-вилин, MA. Mасино, О.А. Суворов. - 3-е изд. перераб. и доп. - M.: Транс-порт,1989. - 4б3 с.

44. Колесник, П.А. Mатериаловедение на автомобильном траноторте: Учебник /П.А. Колесник, В.С. Кланица. - M.: Академия, 2005. - 318 c.

45. Чикинев, А.А. Метод исследования процессов обработки металлов давлением / А.А. Чикинев, А.Б. Кудрин, П.И. Полухин - М.: Металлургия, 1977. -310 с.

46. Ахматов, А.С. Молекулярная физика граничного трения /А.С. Ахматов -М.: Физматгиз, 1963. - 472 с.

47. Буяновский, И.А. Температурно-кинетический метод оценки температурных пределов работоспособности смазочных материалов при тепловых режимах граничной смазки / И.А. Буяновский // Трение и износ, Т.12. - 1993 - №1. - С. 129 -142.

48. Матвеевский, Р.М. Температурная стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов / Р.М. Матвеевский - М.: Наука, 1971. -227 с.

49. Матвеевский, Р.М. Противозадирная стойкость смазочных сред при трении в режиме граничной смазки / Р.М. Матвеевский, И.А. Буяновский, О.В. Лазовская - М.: Наука, 1978. -191 с.

50. Синченко, В.И. Оценка смазывающих свойств по температурному критерию / В.И. Синченко, Л.Н. Круковский, В.П. Темненко, В.А. Остапенко //Химия и технология топлив и масел, 1972. - №8. - С. 45-46.

51. Костецкий, Б.И. Механохимические процессы при граничном тре-нии/Б.И. Костецкий, М.Э. Натансон, Л.И.Бершадский-М.:Наука, 1972.-170 с.

52. Балабанов, В.И. Нанотехнологии. Наука будущего/В.И. Балабанов. - М.: Экмо, 2009. - 256 с.

53. Сокол, С.А. Присадки под разным углом зрения и комментарии специалиста ЫАр^/^^^м^пЬо 18/гиЛпЬо1есЬдо1о§п_рп8акаЬ.

54. Синельников, А.Ф. Автомобильные топлива, масла и эксплуатационные

жидкости: Краткий справочник/ А.Ф. Синельников, В.И. Балабанов - М.: ЗАО

«КЖИ» «За рулем», 2003. - 176 с.

55. Маринич, Т.Л. Геоэнергетические основы триботехнологиии / Т.Л. Ма-

ринич, В.В. Зуев, В.В. Орлов //1-я междунар. конф., «Энергодиагностика» : сб. трудов в 3 Т., Т.3 Трибология. - М.: ИРС Газпром, 1995 - С.229-233.

56. Зуев, В.В. Геоэнергетические основы использования минералов в качестве антифрикционных материалов /В.В. Зуев, Т.Л. Маринич //Обогащение руд, №1.- 1994.- C.18-22.

57. Гаркунов, Д.Н. Износ и безызносность / Д.Н. Гаркунов - М.: Машиностроение, 2001. - 616 с.

58. Кужаров, А.С. Свойства и применение металлоплакирующих сма-зок/А.С. Кужаров, Н.Ю. Онищук - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1985. -59 с.

59. Шабанова, Н.А. Золь-гель технологии. Нанодисперсный кремнезем / Н.А. Шабанова, П.Д. Саркисов [Электронный ресурс ] - 2-е изд. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. - 331 с. (Нанотехнологии) ISBN 978-5-9963-2574-0.

60. Данилов, А.М. Смазочные материалы с нанодобавками/ А.М. Данилов //Neftegaz.RU, № 12(108). - 2020. - С.104 -108.

61. Оганесова, Э.Ю. Наноразмерные присадки к смазочным материалам (Обзор)/ Э.Ю. Оганесова, А.С. Лядов, О.П. Паренаго //Журнал прикладной химии, Т.91. - Вып.10. -2018. - C. 1371-1387.

62. Максимов, А.И. Основы золь-гель технологии нанокомпозитов: Монография / А.И. Максимов, В.А. Мошников, Ю.М. Таиров, О.А. Шилова СПб: Изд-во СПб ЭТУ ЛЭТИ, 2007. - 273 с.

63.Чистяков, И.Г. Жидкие кристаллы /И.Г. Чистяков -М.:Наука,1966.-127 с.

64. Купчинов, Б.И. Введение в трибологию жидких кристаллов/ Б.И. Куп-чинов, В.Г. Родиенков, С.Ф. Ермаков.-Гомель: ИММИС АН Беларусь, 1993. -156 с.

65. Маршалов, М.С. Улучшение технологических свойств СОТС для сверления конструкционных сталей за счет присадок мезогенных соединений холе-стерола //Автореф. диссертации канд. техн. наук 05.02.07/Маршалов Михаил Сергеевич. - Москва, 2010. - 19 с.

66. Колбашов, В.Н. Влияние присадок холестерических жидких кристаллов на свойства смазочных масел при трении / В.Н. Колбашов, В.Е. Латышев, В.Е. Новиков, С.А. Сырбу// Жидкие кристаллы и их практическое применение, 2009. -Вып. 1 (27). - С.78-84.

67. Ермаков, С.Ф., Влияние смазочных материалов на основе жидких кристаллов на трение металлов/ С.Ф. Ермаков, В.И. Колесников, А.П. Сычев, А.В. Тимошенко //Инженерный вестник Дона, №4. - 2018. Ivdon./ru/ru/magazine/archive/n4y/5536.

68. Орлов, Д.В. Магнитные жидкости в машиностроении/Д.В. Орлов, Ю.О. Михалев, Н.К. Мышкин, В.В. Подгорков //Под ред. Д.В.Орлова, В.В. Подгоркова - М.:Машиностроение, 1993. - 268 с.

69. Подгорков, В.В. Повышение долговечности, надежности и трибологиче-ской безопасности технологических устройств путем применения магнитных жидкостей /В.В. Подгорков //Вестник ИГЭУ. - Вып.3. 2005 . -С.1-4.

70. Полетаев, В.А. Обзор магнитных жидкостей, применяемых в триботех-нических устройствах/ В.А. Полетаев// Novainfo.Ru (Электронный журнал.) -2016. - № 55;URL.: http://novainfo.ru/article/8916/

71. Подгорков, В.В. Разработка способов и техники применения технологических сред и магнитных жидкостей при трении и резании металлов // Автореф. диссертации.... докт. техн. наук: 05.03.01, 05.02.04 /Подгорков Владимир Викторович. - Иваново, 2002. - 50 с.

72. Shulga, G. I Complex Method for Evaluating Lubricating Properties of Technological Tools and Stresses When Drawing Products from Sheet Steel / G. I. Shulga, A. O. Kolesnichenko, I. Yu. Lebedinsky Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019) Volume I. Lecture Notes in Mechanical Engineering. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22041-9_121.

73. Шульга, Г.И. Влияние нанокластеров меди и бронзы на смазочные свойства водорастворимого смазочного материала РВ-3УМ /Г.И. Шульга, Ю.М. Луж-нов, А.О. Колесниченко //Новые перспективные материалы и технологии их по-лучения-2004: Сб. науч. тр. междунар. конф. В 2-х т. Том 1. - Волгоград: Волгоград. гос. техн. ун-т., 2004. - С. 159-160.

74. Шульга, Г.И.Влияние водорастворимого технологического ревитаметал-лизанта РВ-18 на величины напряжений при глубокой вытяжке листовых сталей / Г.И Шульга, А.О. Колесниченко, Е.В Скринников, И.Ю. Лебединский, Т.Г. Шуль-

га // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. №1. - 2021. - С. 43-49.

75. Кабалдин, Ю.Г. Закономерности трения, адгезии и смазки при резании /Ю.Г. Кабалдин //Вестник машиностроения, 1992. - №10-11. - С.37-42.

76. Дель, Г.Ф. Метод делительных сеток /Г.Ф. Дель, Н.А. Новиков - М: Машиностроение, 1979. - 144 с.

77. Хакен, Г. Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах /Г. Хакен. - М.: Мир,1985. - 440 с.

78. Гленсдорф, П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций / П. Гленсдорф, И.Пригожин. - Изд.2-е.-М.: УРСС, 2003. -280 с.

79. Пригожин, И. Введение в термодинамику необратимых процессов / И. Пригожин. - М.: ИЛ, 1960. -127 с.

80. Рыжкин, А.А. Синергетика изнашивания инструментальных материалов при лезвийной обработке: монография /А.А. Рыжкин, Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2019.-289 с.

81. Зенкевич, О. С. Метод конечных элементов в технике /О. С. Зенкевич -М.: Мир, 1975. - 541 с.

82. Галлагер, Р. Метод конечных элементов. Основы /Р. Галлагер - М.: Мир, 1984. - 428 с.

83. Огородникова, О.М. Компьютерный инженерный анализ в среде АКБУБ

workbench [электронный ресурс] / О.М. Огородникова //Екатеренбург: техноцентр

компьютерного инжиниринга УрФУ, 2018. - 350 с. Режим доступа:

https: //cal. urfu. гисвободный.

84. Буряка В.А. Инженерный анализ в ANSYS Workbench/ В.А. Буряка, В.Г.

Фокин, Е.А. Солдуева, Н.А. Глазунова, И.Е. Адеянов :учеб. пособие - Самара:

Самар. гос. техн. ун-т, Ч. 1. - - 2010. - 271 с.

85. Буряка В.А. Инженерный анализ в ANSYS Workbench/ В.А. Буряка, В.Г.

Фокин, Я.В. Кураева : учеб. пособие - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, Ч.2. - 2013.

- 146 с.

86. Шульга, Г.И. Функциональные водорастворимые технологические смазочные средства для механической обработки изделий транспортных систем /Г.И. Шульга, А.О. Колесниченко, Т.Г. Шульга //Механика и трибология транспортных систем - 2003: // Сб. докл. Междунар. конгресса, сент. 2003 г., г. Ростов н/Д / Рост. гос. ун-т путей сообщения. - Ростов н/Д, 2003. - Т. 2. - С. 403-408.

87. Шульга, Г.И. Влияние наноструктурирования водорастворимых технологических смазочных материалов на повышение эффективности механической обработки /Г.И.Шульга, А.О. Колесниченко, Е.В Скринников., Т.Г. Шульга //Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии: тез. докл. II Междунар. науч.-техн. конф., 21-25 июня 2010 г. - Плес: [Ин-т химии растворов РАН], 2010. - С. 270.

88. Shulga, G.I. Forming surface quality during deep extraction of products from sheet steels under conditions of combined mechanicalphysical-chemical exposure / G.I. Shulga, А.О.Kolesnichenko, I.N. Shcherbakov I. Yu., Lebedinsky AIP Conference Proceedings. - 2019. - Vol. 2188 : Preface: XV International Scientific-Technical Conference "Dynamics of Technical Systems" (DTS-2019). - 020018.

89. Хакен, Г. Информация и самоорганизация: Микроскопический подход к сложным системам / Г. Хакен: Пер. с англ. Данилова Ю.А.- М.: Мир, 1991.- 240 c.

90. Mandelbrot B.B. The fractal geometry of nature N. Y.:Freeman.-1983.-480p.

91.Уорден, К. Новые интеллектуальные материалы и конструкции. Свойства и применение / К. Уорден: Пер. с англ. С.Л. Баженова -М.:Техносфера,2006. -224с.

92. Шульга, Г.И. Влияние высокодисперсных кластеров цинка на смазочные свойства водорастворимого смазочного материала РВ-18 /Г.И. Шульга, А.О. Ко-лесниченко //Нанотехнологии и их влияние на трение, износ и усталость в машинах : тр. Междунар. конф., г. Москва, 14-15 дек. 2004 г. [электрон. ресурс] / Отв. ред. акад. К.В. Фролов. - М.: ИМАШ РАН, 2004. - 6 с. - 1 CD ROM.

93. Шульга, Г.И. Формирование качества поверхности при глубокой вытяжке изделий из листовых сталей в условиях комбинированного механо-физико-химического воздействия Динамика технических систем "ДТС-2019"

/Г.И.Шульга, А.О. Колесниченко, И.Ю.Лебединский, И.Н Щербаков. // Сб. тр. XV Междунар. науч.-техн. конф., г. Ростов н/Д, 11-13 сент. 2019 г. / Донской государственный технический университет. - Ростов-на-Дону: изд-во ДГТУ, 2019.-С. 4-8.

94. Шульга, Г.И. Триботехнические свойства водорастворимого технологического смазочного материала РВ-18, содержащего фрактальные структуры с добавками нанокластеров цветных металлов /Г.И. Шульга, А.О. Колесниченко, Е.В. Скринников, Т.Г. Шульга // Трибология-машиностроению: сб. тр. XIII Междунар. науч.-практ. конф., 14-16 окт. 2020 г., г. Москва / Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук. - М: 2020. - С. 360 - 365.

95. Исаченков, Е.М. Обобщение теории трения при обработке металлов давлением /Е.М. Исаченков, Е.И. Исаченков //Кузнечно-штамповочное производство, 1972. - № 12. - С.18-21.

96. Боуден, Ф.П. Трение и смазка твердых тел /Ф.П. Боуден, Д.Т. Тей-бор. Пер. с англ. Н.М., А.А. Силина // Под ред. И.В. Карагельского - М.: Боуден Машиностроение, 1968. - 543 с.

97. Мур, Д. Основы и применение трибоники /Д. Мур Пер. с англ. С.А. Харламова // Под ред. И.В. Карагельского, Г.И. Трояновской - М.:Мир, 1978. - 487 с.

98. Мур, Д. Трение и смазка эластомеров. США, 1972 /Д. Мур Пер. с англ. Г.И. Бродского. - М.: Химия, 1977. - 264 с.

99. Айлер, Р.К. Химия кремнезема /Р.К. Айлер Пер. с англ. Л.Т. Журавлева // Под ред. В.П. Прянишникова - М.:Мир. 1982. - Ч.1. - 461 с.

100. Айлер, Р.К. Химия кремнезема /Р.К.Айлер Пер. с англ. Л.Т. Журавлева // Под ред. В.П. Прянишникова - М.:Мир.1982 - Ч.2. - 712 с.

101. Горюнов, Ю.В. Эффект Ребиндера / Ю.В. Горюнов, Н.В. Перцов, Б.Д. Сумм - М.: Наука, 1966. - 128 с.

102. Ребиндер, П.А. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения / П.А. Ребиндер, Е.Д. Щукин //Успехи физических наук, 1972. - Т.108.- №1. - С.3-43.

103. Ребиндер ,П.А. Адсорбционное пластифицирование поверхностного слоя под влиянием смазок при обработке металлов давлением /П.А. Ребиндер, С.Я. Вейлер, В.И. Лихтман // Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. Избранные труды. П.А. Ребиндер - М.: Наука, 1979. -С. 320 - 324.

104. Фридберг, И.В. Восстановление повреждений поверхности при работе пары трения в присутствии ультрадисперсного порошка медного сплава /И.В. Фридберг, Л.В.Золотухин, В.В. Харламов и др. //Материаловедение и термическая обработка. - 2000. -№7. -200. - С. 21-23.

105. Хайнике, Г.Трибохимия: Пер. с англ. М.Г. Гольдфельда / Г. Хайнике -М.:Мир: 1987. - 584 с.

106. Андриевский, Р.А. Наноструктурные материалы: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. завед. / Р.А. Андриевский, А.В. Рагуля - М.: Изд. центр «Академия», 2005. - 192 с.

107. Гусев, А.Н. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии /А.Н. Гусев -2-е изд., испр. - М.:ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 416 с.

108. Суздалев, И.П. Нанотехнологии: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов /И.П. Суздалев - М.: КомКнига, 2006.-592 с. (Синергетика от прошлого к будущему).

109. Пул, Ч.-мл. Нанотехнологии /Ч.Пул-мл., Ф.Оуэнс Пер. с англ. Ю.И.Головина, изд.4-е; испр. и доп. - М.: Техносфера, 2009. - 335 с.

110. Родунер, Э. Размерные эффекты в наноматериалах /Э. Родунер Пер. с англ.А.В. Хачояна // Под ред.Р.А. Андриевского - М.: Техносфера, 2010. - 352 с.

111. Непийко, С.А. Физические свойства малых металлических частиц /С. А. Непийко - Киев: Наукова Думка, 1985. - 248 с.

112. Морохов, И.Д. Ультрадисперсные металлические среды / И.Д. Моро-хов, Л.И. Трусов, С.П. Чижик - М.: Атомиздат,1977. - 264 с.

113. Морохов, И.Д.Физические явления в ультрадисперсных средах/ И.Д. Морохов, Л.И. Трусов, В.Н. Лаповок -М.: Энергоатомиздат,1984.-224 с.

114. Ивелев, В.М. Структурные превращения в тонких пленках / В.М. Иевлев, Л.И. Трусов, В.А. Холминский - 2-е изд. перераб и доп. - М.: Металлургия, 1988. - 326 с.

115. Порохов, В.С. Трибологические методы испытаний масел и присадок /В.С. Порохов - М.:Машиностроение, 1983. -183 с.

116. Матвеевский, Р.М. Смазочные материалы: Антифрикционные и проти-воизносные свойства. Методы испытаний: Справочник / Р.М. Матвеевский, В.Л. Лашхи, И.А. Буяновский, И.Г. Фукс и др.-М.:Машиностроение, 1989.-224 с.

117. Комбалов, В.С. Методы и средства испытаний на трение и износ конструкционных и смазочных материалов: Справочник /В.С. Комбалов //Под ред. К.В. Фролова, Е.А. Марченко - М.:Машиностроение, 2008. - 384 с.

118. Кутьков, А.А. Триботехника: Учебное пособие. /А.А. Кутьков, А.В. Бо-родай, Г.И. Шульга, В.Е. Гриценко и др. Под ред. И.В. Крагельского Новочеркасск: Изд. НПИ, 1983. - 87 с.

119. Шульга, Г.И. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Технология машиностроения» /Г.И. Шульга - Новочеркасск: Изд. НПИ, 1989. - 68 с.

120. Смирнов - Аляев, Г.А. Сопротивление материалов пластическому де-формированию/Г.А.Смирнов-Аляев - Л.:Машиностроение,1978. - 368 с.

121. Аверкиев, А.Ю. Методы оценки штампуемости листового металла / А.Ю.Аверкиев - М.: Машиностроение, 1985. - 175 с.

122. Артемьев, Ю.И Некоторые особенности лабораторной оценки технологических смазок для листовой штамповки / Ю.И.Артемьев, Т.Н. Веретенова, А.И. Белых и др. // Кузнечно-штамповочное производство, 1980. - №2. - С.16-17.

123. Марченко, А.И. Определение размеров коллоидных частиц высокощелочных сульфонатных присадок к маслам методом электронной микроскопии /А.И.Марченко, О.Л. Гловати, С.М. Курило //Нефтепереработка и нефтехимия.-1986. - №30. - С. 30-32.

124. Шиммель, Г. Методика электронной микроскопии / Г. Шиммель Пер. с нем. А.М. Розенфльда, М.Н. Спасского//Под ред.В.Н. Рожанского - М.: Мир, 1972

- 300 с.

125. Ибраев, Е.С. Исследование нанопорошков металлов методом электронной микроскопии / Е.С. Ибраев, А.С. Сугондыкова, Г.Партизан, Ж.Т. Накысбеков //Вестник. Серия физическая №1(68). - 2019. - С.59-67.

126. Гоулдстейн, Дж. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ / Дж. Гоулдстейн, Д.Рьюберн, П.Эчлин, Д.Джой и др. Пер с англ. Р.С. Гвоздовер, И.Л.Комоловой //Под ред. В.И.Петрова. В 2-х кн. Кн.1. - М.: Мир.

- 1984. - 303 с.

127. Гоулдстейн, Дж. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ / Дж. Гоулдстейн, Д.Рьюберн, П.Эчлин, Д.Джой и др. Пер с англ. Р.С. Гвоздовер, И.Л.Комоловой//Под ред. В.И.Петрова. В 2-х кн. Кн.2. - М.: Мир, 1984. - 348 с.

128. Практическая растровая электронная микроскопия / Под ред. Дж. Гоулдстейна и Х.Яковица.Пер.с англ. //Под ред.В.И.Петрова-М.:Мир,1978.-656 с.

129. Кальнер, В.Д., Практика микрозондовых методов исследований металлов и сплавов / В.Д. Кальнер, А.Г. Зилбербран-М.:Металлургия,1981.-215 с.

130. Шульга, Г.И. Исследование смазочных свойств пластичного смазочного материала ПСМ-1, используемого в трибосопряжениях автомобилей/ Г.И. Шульга, Е.В. Скринников //Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектро-химии, материаловедении и мехатронике: Материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 5 ноября 2009 г./Юж.-Рос.гос.техн.ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ, 2009.- С.90-96.

131. Шульга, Г.И. Смазочные свойства водорастворимого смазочного материала, содержащего фрактальные кластеры /Г.И. Шульга, А.О. Колесниченко, Е.В. Скринников, Н.В. Кишкопаров Проблемы синергетики в трибологии, трибо-электрохимии, материаловедении и мехатронике: Материалы III Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 4 ноября 2005 г./Юж.-Рос.гос.техн.ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. - 2005 - С.30-33.

132. Шульга, Г.И. Наноструктурирование функциональных технологических смазочных материалов для повышения эффективности обработки деталей транспортного комплекса /Г.И. Шульга, А.О. Колесниченко, Е.В. Скринников, Т.Г. Шульга // Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды. Материалы междунар. научн.-практ. конф., посвященной 65-летию Победы советского народа в Великой Отечественной войне г. Пермь,28-29 октября 2010 г.- Пермь: Изд. ПГТУ,2010. - Т.1.- С.111-117.

133. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ//И.В. Крагель-ский, М.Н. Добычин, В.С. Комбалов- М.: Машиностроение,1977. - 526 с.

134. Костецкий, Б.И Трение, смазка и износ в машинах / Б.И Костецкий -Киев: Техника, 1970. - 396 с.

135. Костецкий, Б.И. Надежность и долговечность машин / Б.И. Костецкий, И.Г. Носовский, Л.И. Бершадский, А.К. Караулов //Под общей ред. Б.И. Костец-кого - Киев: Техника, 1975. - 408 с.

136. Костецкий, Б.И. Поверхностная прочность материалов при трении / Б.И. Костецкий, И.Г. Носовский, А.К. Караулов Л.И. Бершадский и др. //Под общей ред.Б.И. Костецкого - Киев: Техника, 1976. - 296 с.

137. Бакли, Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии /Д.Бакли Пер. с англ. А.В. Белого, Н.К. Мышкина //Под ред. А.И. Сви-риденка - М.: Машиностроение,1986. - 359 с.

138. Хакен, Г. Синергетика / Г.Хакен Пер. с англ. Емельянова В.И. //Под ред.Ю.Л. Климантовича, С.М. Осовца - М.: Мир, 1980. - 405 с.

139. Мышкин, Н.К. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии / Н.К.Мышкин, М.И. Петроковец - М.: ФИЗМАТ-ЛИТ, 2007. - 386 с.

140. Польцер, Г. Основы трения и изнашивания /Г. Польцер, Ф. Майснер Пер. с нем. О.Н. Озерского, В.Н.Пальянова//Под ред.М.Н. Добычина -М.:Машиностроение, 1984. -264 с.

141. Иванова, В.С.Синергетика: Прочность и разрушение металлических материалов /В.С.Иванова - М.: Наука, 1992. - 160 с.

142. Марченко, Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении /Е.А. Марченко - М.: Наука,1979 .- 118 с.

143. Зайченко, Н.А. Анализ микрорельефа и шероховатости поверхности ионообменных мембран методом атомно-силовой микроскопии /Н.А. Зайченко, В.И. Васильева, О.В.Григорчук, М.В. Гречкина и др. // Вестник ВГУ, Серия: Химия. Биология. Фармация, 2009, №1. - С.5 - 13.

145. Корнилова, А.В. Разработка методов обеспечения долговечности силовых деталей кузнечно-прессовых машин и инструмента: дис.... доктора технических наук: 05.03.05 - Москва / Корнилова Анна Владимировна. - Москва, 2009. -314 с.

146. Корнилова, А.В. Определение долговечности инструмента для холодной листовой штамповки по критериям трибофатики /А.В.Корнилова Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2006. - №2. - С.88-94.

147. Идармачев, И.М. Повышение стойкости штамповой оснастки для холодной листовой штамповки на основе математического моделирования: автореферат дис. кандидата технических наук: 05.02.09/ Идармачев Идармач Магомедович - Москва, 2018 - 22 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

утвер:

оео «пк «нэвз»

в-

жигазиев

производственных испытаний водорастворимого технологического смазочного материала Ревитаметаллизанта РВ-18 на электровозостроительном заводе ООО «ПК «НЭВЗ»

В период с 07.11.2021г. по 20.12.2021г. проведены испытания водорастворимого технологического смазочного материала Ревитаметаллизанта РВ-18 при изготовлении желобов - детали 7ТН.470.814 и 7ТН.470.815, устанавливаемых в кожухе зубчатой передачи колесно-моторного блока электровоза 2ЭС5К. Желоба изготавливают из листовой стали СтЗпс ГОСТЗ80-2005, толщиной 3 мм с шероховатостью поверхности Я* 50 мкм ГОСТ 2789-73. Вытяжку желобов проводят на четырехстоечном прессе усилием 500 т. Материалы штампового инструмента: пуансона сталь Х12М, матрицы сталь ХВГ ГОСТ 5950-2000.

При проведении вытяжки желобов использовали 40%-ные водные растворы Ревитаметаллизанта РВ-18 вместо 40%-ных растворов индустриального масла И-40 в керосине. При испытаниях не происходило схватывания между желобами и матрицей, обеспечивалась исходная шероховатость 11,50 мкм на поверхностях вытягиваемых заготовок. Долговечность штампового инструмента при использовании Ревитаметаллизанта РВ-18 увеличивалась в 1,6-1,8 раза.

При проведении работ улучшались условия для работающих вследствие отсутствия паров керосина в воздушной среде. Заготовки легко отмывались от остатков РВ-18 в водных щелочных растворах. В то время как для удаления остатков раствора индустриального масла И-40 в керосине требовалось использовать органические растворители, ухудшающие воздушную среду в зоне вытяжки деталей.

Рекомендовано проводить дальнейшие испытания Ревитаметаллизанта РВ-18 с целью его внедрение в производство при вытяжке желобов 7ТН.470.814 и 7ТН.470.815 из листовой стали СтЗпс для кожухов зубчатых передач колесно-моторного блока электровозов ВЛ-80, ВЛ-10, ЕЬ2, ЕЬ21, 2ЭС5К.

От ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова

Профессор, д.т.н. Г.И. Шульга Доцент, к.т.н. Е.В. Скринников Старший преподаватель А.О. Колесниченко

От ООО «КСК МК»

Зам.главного инженера Н.В. Егоров

АКТ

производственных испытаний водорастворимого технологического смазочного материала Ревитаметаллизанта РВ-18 на АО «ЗАВОД ИМЕНИ М.И. ПЛАТОВА»

В период с 10.11.2021 г. по 22.12.2021 проведены сравнительные производственные испытания с целью замены импортного концентрата СОЖ «Bechem Avantin 361 I-N», производимого в Германии, на отечественный водорастворимый технологический смазочный материал Ревитаметаллизант РВ-18.

Сравнительные испытания проводили при изготовлении детали «Проушина», устанавливаемой в машинах сельскохозяйственной техники, лезвийной обработке -фрезерованием плоскостей. Материал «Проушины» низколегированная конструкционная сталь 1ОХСНД ГОСТ 6713-91, содержащая хром, кремний, никель, медь менее 1,5 %.

В качестве смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при лезвийной обработке на предприятии используют растворимый в воде 6%-ный водный раствор водосмешиваемого концентрата СОЖ «Bechem Avantin 361 I-N», содержащий до 50% минерального масла, а в качестве режущего инструмента сборную фрезу EHF-ENMX06-D16Z2C16-L150, высокоскоростную, бренд YG-1. с 2-мя сменными пластинами из твердого сплава ENMX06.

Сравнительные испытания 4%-ного водного раствора Ревитаметаллизанта РВ-18 и 6%-ного водного раствора водосмешиваемого концентрата СОЖ «Bechem Avantin 361 I-N» проводили на вертикально-фрезерном обрабатывающем центре «Haas VF-б» фирмы «Haas Automation Inc.», США.

Испытания показали, что при испытании 3°/о-ного водного раствора получена шероховатость фрезеруемой поверхности деталей «Проушина» при черновой обработке Ra =12,5 мкм и чистовой Ra =3,2 мкм. В процессе фрезерования деталей «Проушина» Ревитаметаллизант РВ-18 не оказывал вредного воздействия на работающих. При межоперационном цикле хранения на воздухе в складском помещении детали не были подвержены коррозии. Пленки, образуемые на поверхностях деталей в процессе их обработки с использованием Ревитаметаллизанта РВ-18, легко смывались в разбавленных щелочных растворах.

Для внедрения в производство и замены импортного водосмешиваемого концентрата СОЖ «Bechem Avantin 361 I-N» рекомендовано провести дальнейшие производственные испытания Ревитаметаллизант РВ-18 на операциях точения, алмазно-абразивной обработки легированных сталей.

От ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова

От АО «ЗАВОД ИМЕНИ М.И. ПЛАТОВА»

Доцент, к.т.н. Е.В. Скринников

Профессор, д.т.н. Г.И. Шульга

Начальник производства

Бельков А.В.

Старший преподаватель А.О. Колесниченко