Безводные водники. Мокрый арканзас... Влияние СОЖ на процесс абразивной обработки.

ivan-3
Захотелось тут обсудить интересную тему никогда и никем не поднимавшуюся...

Случилось так что за последние пару дней пришлось использовать водник Нортон 4000/8000 без воды (ну спешил 😊 и лень было возится а острота нужна была).
В результате я оказался поражен фактом что работает он без воды лучше и приятние. Геометрия держится на порядок лучше. РК по камню идет карайне мягко, как поверхности намазанной маслом. Т.е. четко контролируется нажатие и угол, т.к. РК как бы прилипает слегка.

Точил мягкую нержу и железку от рубанка (углеродка).
Нержа на 8000 пошла после алмазов на 1200 - никаких царапин на камне, все очень комфортно.

Пока не осознал структуры сущности бытия 😊 Кто нибудь может прокомментировать?

Nikolay_K
я тоже иногда так делаю... но многие камни быстро засаливаются при заточке насухую и тогда их уже неизбежно приходится мочить
demonis
+1.
И если на смоченном камне достаточно провести пальцем, чтобы стружку убрать, то сухой перестает работать, все равно смачивать приходится. А вообще, ощущения меняются от точки на сухом камне, но мне на мокром приятнее точить. Почему - не знаю. а в глубину разности происходящих процессов как-то не вдавался.
psnsergey
На мокром приятнее, ибо поверхностная энергия границы раздела фаз подавляющего большинства материалов и воды гораздо меньше, чем их же и воздуха, соответственно для образования новой поверхности необходима меньшая механическая энергия. Именно потому используется великое множество смазок и пр. Например, почему полезна та же олеиновая кислота - не потому, что коррозирует металл, а просто, как поверхностно-активное вещество, уменьшает поверхностную энергию "масляной" среды. Точно по той же причине в воду рекомендуют добавлять мыло и прочие ПАВ, для очень тонких абразивов.

Кто хочет наглядно убедиться в роли этого фактора - простой факт: под водой стекло можно резать ножницами, а на воздухе оно при такой попытке сразу трескается.

Nikolay_K
Интересное наблюдение:

без увлажнения сталь при доводке (да и при заточке)
ведет себя по-другому --- она больше выглаживается, нежели снимается
при увлажнении зерно начинает больше резать сталь чем выглаживать.

Причины, думаю две:

1) упомянутый выше эффект Ребиндера (адсорбционное понижение прочности)
( см. http://him.1september.ru/articlef.php?ID=200303202, http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/NATURE/11_06/CRAZYING.HTM , http://www.bestreferat.ru/referat-95165.html )

В 1928 им был установлен эффект адсорбционного понижения прочности твердого тела, находящегося в напряженном состоянии вследствие обратимой адсорбции на его пов-сти частиц из окружающей среды (эффект Ребиндера). Впоследствии было обнаружено, что поверхностными процессами, приводящими к эффекту Ребиндера, помимо адсорбции, м. б. смачивание (особенно твердых тел расплавами, близкими по мол. природе), электрич. заряжение пов-сти, хим. р-ции. К проявлениям эффекта Ребиндера относят, помимо многократного снижения прочности, также хрупкое разрушение металлов в контакте с металлич. расплавом, растрескивание стекол, керамики и горных пород в присут. воды, разрушение твердых полимерных материалов под влиянием орг. р-рителей. Другая форма проявления эффекта Ребиндера - пластифицирующее действие среды на твердые материалы, напр. воды на гипс, орг. ПАВ на металлы.

2) снижение трения при контакте зерна и металла
(в результате зерно меньше тянет (или мнет) металл и больше режет)

Возникают еще вопросы:

какая субстанция больше снижает энергию образования новой поверхности?

вода или масло?

может быть есть что-то еще более эффективное?

какие-нибудь третичные или четвертичные амины?

а если говорить о маслах, то как насчет критериев выбора более подходящего --- минеральное или растительное? ароматическое или алифатическое? олефины или парафины? разветвленные углеводороды или с прямой цепью?

как при помощи "палки и веревки" экспериментально сравнить эффективность двух разных СОЖ?

Кстати:
есть целый раздел науки: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4764.html
который изучает подобные явления, но к сожалению я уже далек от науки... да и многие другие люди имевшие отношение к науке либо уже умерли, либо уехали за границу, либо переквалифицировались...

Кроме эффекта Ребиндера есть еще, например, "ультразвуковой капиллярный эффект",
тоже весьма интересный и полезный. (его можно использовать и для пропитки пористых материалов)

http://www.triz-summit.ru/ru/section.php?docId=3674

Nikolay_K
Читая лекции по коллоидной химии, академик Петр Александрович Ребиндер
самолично с большим энтузиазмом демонстрировал некоторые эксперименты
без помощи ассистента. Например, наливал в чашку Петри немного ртути,
добавлял сверху каплю раствора поверхностно-активного вещества, резал
ртутную лужицу стеклянной палочкой на две не сливающиеся друг с другом
половинки и торжественно заявлял: - Это эффект Ребиндера!
Nikolay_K
Сейчас на лекциях и практикумах демонстрируют эффект Ребиндера обычно так: проводят царапину по пластинке цинка и пытаются ее по этой царапине сломать, не получается. Тогда, на область царапины наносят маленькую капельку ртути и пробуют сломать опять, пластинка ломается от самого незначительного усилия. Ртуть, затекая по межплосткостным микротрещинам кристаллов цинка, сильно ослабляет поверхностное натяжение и прочночть структуры, кроме того, затягиваясь капилярными силами в ослабленную зону, она, действуя как клин, еще больше расщиряет трещины. Прочнось металла в этом месте падает почти до нуля.

На этом же эффекте основан совет хозяйкам, перед точкой, подержать некоторое время ножи в соленой воде.

затекая по всем трещинкам и микротрещинкам, СОЖ действует как ртуть на цинк, ослабляет связи между кристаллами материала с одной стороны, и уменьшает внутренее трение с другой, тем самым ослабляя прочность...

Отсюда можно понять и еще одну причину того, что наблюдал Джон Джуранитч в микроскоп --- СОЖ благодаря все тому же эффекту Ребиндера может провоцировать образование и рост трещин... так, что все не так однозначно...

psnsergey
Впрочем, есть примеры и обратного действия среды, повышающего прочность:
ФИЗИКА ПРОЧНОСТИ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕЛ. Р. И. Гарбер и И. А. Гиндин ufn.ru/ufn60/ufn60_1/Russian/r601b.pdf (5 МБ!)
В классических опытах А.Ф. Иоффе было показано, что в воде прочность каменной соли возрастает с 0,5 до 160 кг/мм2 и достигает величины, близкой к теоретической. Столь значительное увеличение прочности кристалла каменной соли под водой хорошо объясняется удалением, благодаря растворению в воде, поверхностного слоя кристалла, в котором сосредоточены все опасные дефекты.