2.3.2. Смачивающие свойства СОЖ
При выборе состава СОЖ следует учитывать, что жидкость должна хорошо смачивать режущий и инструментальный материалы, обладать хорошим проникающим действием. Смачивание жидкостью поверхности детали и инструмента является необходимой предпосылкой для оказания смазывающего, моющего, охлаждающего, диспергирующего действия СОЖ.
Плохое смачивание нивелирует влияние СОЖ на процесс резания.Степень смачивания жидкостью поверхности твердого тела зависит от поверхностного натяжения атж жидкости на границе раздела фаз
твердое тело - жидкость и от краевого угла смачивания вс:
Cos6c - <Ут г ~атж. ^ (2|)
аж.г.
где ат.г. - поверхностные натяжения на границе раздела фаз твердое тело-газ;
ажт. - поверхностные натяжения на границе раздела фаз жидкость-
газ.
Если краевой угол больше 90°, то считается, что жидкость не смачивает твердое тело, и ее капля не будет проникать в капилляры.
Между работой адгезии, поверхностным натяжением на границе
раздела фаз о&ж.г. и углом смачивания существует связь:
+ (22)
Из уравнения (22) следует, что чем сильнее взаимодействие контактирующих фаз, тем больше работа адгезии. Добавление ПАВ в СОЖ улучшает смачивающее действие и уменьшает поверхностное натяжение, что положительно сказывается на проникновении СОЖ в зону резания.
Смачивание инструмента и обрабатываемой поверхности в процессе резания должно проходить с высокой скоростью. Скорость смачивания можно оценить по скорости растекания капли жидкости по горизонтальной поверхности твердого тела. Скорость растекания жидкости зависит от параметров шероховатости обрабатываемой поверхности и поверхности лезвийного инструмента (высоты, угла наклона микронеровностей и др.), вязкости и поверхностног о натяжения жидкости.
Испытания пяти водных СОЖ (показатели смачивания и растекания приведены в табл. 2.7) показывают, что действительно существует определенная связь между смачивающими свойствами СОЖ и технологическими параметрами абразивной обработки, характеризующими съем металла, режущую способность инструмента, высоту микронеровностей (см.
табл. 2.8) [26].Таблица 2.7
Смачивающие свойства СОЖ и ее влияние на технологические по
казатели процесса обработки № Состав СОЖ ожгхЮ\Н/м Ос' А,,мДж/м2 S, 1 50% керосина + 47% масла + 3% олеино-вой кислоты 27,0 4 53,93 -0,07 2 5%-ная водная эмульсия ИХП-120Э 36,8 13 72,66 -0,94 3 10%-ная эмульсия ИХП-45Э 35,0 31 65,00 -5,00 4 5%-ная водная эмульсия Укринол-1 36,8 34 67,31 -6,29 5 В25 40,3 32 74,66 -6,14 6 ВФ-1 31,8 21 61,48 -2,12 Примечание: Sf - коэффициент растекания.
Продолжение таблицы 2.7
№ состава СОЖ Объем ме-талла, rnt* / с Режущая способность,
aim3 1с Высота микронеровности, мкм 1 1,923 8,00 0,101 2 1,697 16,80 0,103 3 1,395 19,36 0,118 4 1,395 19,26 0,116 5 1,168 16,84 0,107 6 1,885 11,65 0,102
Расклинивающее действие СОЖ зависит от температуры Т в зоне резания, молярного объема СОЖ в микротрещине и давления пара, образующегося в результате закипания жидкости. Расклинивающее давление можно оценить по формуле:
RTy ps
(23)
у м гп
где Л-газовая постоянная;
VM - молярный объем;
Р$- давление пара, находящегося в равновесии с поверхностью жидкости;
Рп - давление пара, находящегося в равновесии с пленкой данной толщины.