Вплив режимів тонкого кубонітового шліфування на шорсткість поверхонь композитних деталей на основі відходів латуні для машин трафаретного друку

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/2077-7264.1(91).2026.354614

Ключові слова:

шліфувальні відходи, латунь Л63, композитна деталь, кубонітове шліфування, шорсткість, антифрикційні властивості, вузли тертя, машина трафаретного друку

Анотація

Стаття присвячена дослідженням з визначення впливу режимів тонкого шліфування інструментами з кубічного нітриду бора (КНБ, кубоніт) на параметр шорсткості Rа робочих поверхонь нових антифрикційних композитних деталей на основі шліфувальних відходів латуні Л63 з домішками твердого мастила CaF2, призначених для вузлів машин трафаретного друку. Об’єктом досліджень були зразки з нового самозмащувального антифрикційного композиту наступного складу: шліфувальні відходи латуні Л63+(6,0−9,0)%CaF2. Для тонкого шліфування поверхонь антифрикційних композитів на основі відходів латуні Л63 застосовувались абразивні круги з кубоніту зернистістю 100, 50, 28, 20, 14, 10 та 7 мкм на металевій (М), керамічній (К), гліфталевій (Гл), бакелітній (Б) та бакелітно-гумовій (Бр) зв’язках зі 100%-ю концентрацією основної зеренної фракції для порівняння їх впливу на якість поверхні оброблення. Вимірювання шорсткості робочих поверхонь антифрикційного композиту на основі відходів латуні після тонкого кубонітового шліфування виконували згідно стандартів ISO 4287–96, ISO 4288–97, ISO 21920–1:2021, EN ISO 21920–1:2022: Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Profile — Part 1: Indication of surface texture (ISO 21920–1:2021). Для цього використовували контактний профілометр MarSurf SD 26 (Mahr, Werl, Німеччина). Порівняльні трибовипробування зразків з нових композитів та з литою латунню Л63 здійснювали на машині тертя ВМТ-1 за схемою торцевого тертя без змащення рідким мастилом за наступних режимів: швидкість ковзання 1,0–3,0 м/с і навантаження 3,0 МПа на повітрі, в парі з контртілом зі сталі 20Х (ДСТУ 7806:2015), яка відповідає закордонним маркам сталей 5117, 5120 (G51170, G51200 ASTM А322 стандарти США) або сталі 20Cr4, 1.7027 (стандарт EN 10277, EN ISO 683-17) з твердістю HRC 54˗55. Показано, що на параметр шорсткості поверхні Ra суттєво впливають зернистість, матеріал кубонітового кругу та режими тонкого кубонітового шліфування. Найкращі значення параметру шорсткості Ra забезпечують шліфувальні круги з кубоніту (КНБ) зернистістю 14–28 мкм на бакелітно-гумовій зв’язці та тонкі режими різання, а саме, швидкість кругу — 22 м/с, поздовжня подача — 2 м/хв, поперечна подача — 0,1 мм/подв.хід, глибина різання — 2 мкм. Мікротопографія поверхонь композитних зразків після шліфування сприяє зменшенню часу припрацьовування контактних деталей, прискорює утворення самозмащувальних плівок на поверхнях тертя. Це мінімізує коефіцієнт тертя і інтенсивність зношування у визначених умовах експлуатації нових композитних деталей при роботі без змащування рідким мастилом. Порівняльні випробування досліджуваного композиту на основі шліфувальних відходів латуні Л63 з твердим мастилом CaF2 і литої латуні Л63 показали переваги у антифрикційних властивостях нового матеріалу в умовах тертя за навантажень до 3,0 МПа і швидкостей 1,0‒3,0 м/с без змащування рідким мастилом. Отримані результати дозволяють рекомендувати застосування нових самозмащувальних антифрикційних композитів на основі відновлених відходів латуні Л63 з домішками твердого мастила у вузлах тертя машин трафаретного друку як ефективну альтернативу деталям з литої латуні.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

Тетяна Анатоліївна Роїк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

д-р техн. наук, проф., член редколегії збірника наукових праць «Технологія і техніка друкарства»

Олег Анатолійович Гавриш, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

д-р техн. наук, професор, член редколегії збірника наукових праць «Технологія і техніка друкарства»

Юлія Юріївна Майстренко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

канд. техн. наук, доц.

Кшиштоф Ямрозяк, Wroclaw University of Science and Technology

професор, доктор наук, член редколегії збірника наукових праць «Технологія і техніка друкарства»

Даріуш Піка, Wroclaw University of Science and Technology

д-р філософії, доцент, член редколегії збірника наукових праць «Технологія і техніка друкарства»

Посилання

  1. Roik, T. A., Gavrysh, O. A., & Maistrenko, Іu. Іu. (May, 2025). Structure and tribological properties of wear-resistant composites produced from brass waste for screen printing machine parts. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, Springer Nature, Switzerland AG, part of Springer Nature 2025, 64(1–2), 27–35. Retrieved from https://link.springer.com/article/10.1007/s11106-025-00503-2 [in English].
  2. Bohun, L., Pleshakov, E., Shvachko, S., & Tepla, T. (2017). Kolorovi metaly ta splavy. Mid ta midni splavy [Non-ferrous metals and alloys. Copper and copper alloys]. Part 1. Lviv: Lviv Polytechnic Publishing House, 124 p. Retrieved from https://librarygo.lpnu.ua/?elbook=kolorovi-metaly-ta-splavy-chastyna-1-mid-ta-midni-splavy [in Ukrainian].
  3. Pozhuev, V. I., Ivashchenko, V. I., Chervonyi, I. F., & Hrytsai, V. P. (2007). Metalurhiia kolorovykh metaliv [Non-Ferrous Metallurgy]. Part I. Zaporizhzhia: ZGIA, 351 p. Retrieved from https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2021/Chervonii_P1_2008_351.pdf [in Ukrainian].
  4. (2006). Copper in Architecture. Design Handbook. Architectural Application. Copper Development Association Inc., 324 p. Retrieved from https://copper.org/applications/architecture/arch_dhb/ [in English].
  5. Kyrychok, P. O., Roik, T. A., Gavrysh, O. A., Maistrenko, Iu.Iu., & Oliinyk, V. H. (2025). Prohresyvni tekhnolohii syntezu i tonkoi obrobky novykh antyfryktsiinykh kompozytnykh detalei dlia vuzliv drukarskykh mashyn [Progressive technologies of synthesis and fine processing of new antifriction composite parts for components of printing machines]. Part 2. K.: ArtEk Publishing House, 281 p. Retrieved from https://ela.kpi.ua/handle/123456789/72196 [in Ukrainian].
  6. Zemlik, M., Roik, T., Gavrysh, O., Maistrenko, Iu., Bocian, M., & Jamroziak, K. (2026). Structure and Properties of a Self-Lubricating Antifriction Composite Based on Regenerated Bearing-Steel Waste for Friction Units of Stencil-Printing Machines. Applied Science. MDPI. Basel, Switzerland, 16(1), 415, 1–14. https://doi.org/10.3390/app16010415 [in English].
  7. Roik, T. A., Gavrish, O. A., & Maistrenko, Yu. Yu. Sposib oderzhannia samozmashchuvalnoho antyfryktsiinoho kompozyta na osnovi shlifuvalnykh vidkhodiv latuni [Method for obtaining a self-lubricating antifriction composite based on brass grinding waste] // Patent u202404836 Ukraine. Publish 11.06.2025. Retrieved from https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1860832/ [in Ukrainian].
  8. Jianxin, D., & Tongkun, С. (March 2007). Self-lubricant mechanisms via the in situ formed tribofilm of sintered ceramics with CaF2 additions when sliding against hardened steel. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. Elsevier, 25(2), 189–197. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2006.04.010 [in English].
  9. Dziura, V. O., & Marushchak, P. O. (2021). Tekhnolohichni metody zabezpechennia parametriv yakosti poverkhon til obertannia ta yikh profilometrychnyi kontrol [Technological methods for ensuring the quality parameters of rotating body surfaces and their profilometric control]. Ternopil: FOP Palianytsia V. A., 170 p. Retrieved from https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/36000 [in Ukrainian].
  10. Toulfatzis, A. I., Pantazopoulos, G. A., David, C. N., Sagris, D. S., & Paipetis A. S. (Basel, Switzerland, 2018). Machinability of Eco-Friendly Lead-Free Brass Alloys: Cutting-Force and Surface-Roughness Optimization. Metals, MDPI, 8(4), 1–9. https://doi.org/10.3390/met8040250 [in English].
  11. Picotto, G. В. (Berlin, Germany, 2004). Industrial Metrology: Surfaces and Roundness. Measurement Science and Technology. Springer, 15(2), 487–487. DOI:10.1088/0957-0233/15/2/B02 [in English].
  12. Micallef, C., Zhuk, Y., & Aria, A. I. (Basel, Switzerland, 2020). Recent Progress in Precision Machining and Surface Finishing of Tungsten Carbide Hard Composite Coatings. Coatings. MDPI, 10(8), 731. https://doi.org/10.3390/coatings10080731 [in English].
  13. Townsend, A., Senin, N., Blunt, L., Leach, R. K., & Taylor, J. S. (October 2016). Surface texture metrology for metal additive manufacturing: a review. Precision Engineering. Elsevier, 46, 34–47. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2016.06.001 [in English].
  14. Mazur, M. P., Vnukov, Yu. M., Hrabchenko, A. I., Dobroskok, B. L., Zaloha, V. O., Novosiolov, Yu. K., & Yakubov, F. Yu. (2011). Osnovy teorii rizannia materialiv [Fundamentals of the theory of cutting materials]. Lviv: New World, 2000, 471 p. Retrieved from https://xn--e1ajqk.kiev.ua/wp-content/uploads/2019/12/Mazur-M.-P.-Osnova-teori-rizannya-meterialiv.pdf [in Ukrainian].
  15. Novikov, M. V. (2006). Abrazyvni materialy [Abrasive materials]. Kyiv: Institute of Encyclopedic Studies of NAS of Ukraine. Retrieved from http://esu.com.ua/search_articles.php?id=42203 [in Ukrainian].
  16. Manokhin, A. S., Klymenko, S. A., Beresniev, V. M., Klymenko, S. A., Kopieikina, M. Yu., Stolbovyi, V. O., & Litovchenko, S. V. (2023). Rizalni instrumenty z kompozytiv na osnovi kubichnoho nitrydu boru z pokryttiam [Cutting tools made of coated cubic boron nitride composite]. Kyiv: Naukova Dumka, 174 p. https://doi.org/10.15407/978-966-00-1844-0 [in Ukrainian].
  17. Georgiev, K., Katsarova, P., & Chopov, I. (2018). Experimental study of surface roughness on a processed detail of tungsten carbide by using a grinding device on a diamond turning machine. International Journal of Innovations in Engineering and Technology (IJIET), 10(2), 082–087. http://dx.doi.org/10.21172/ijiet.102.12 [in English].
  18. Amadeh, A., & Ebadpour, R. (2013). Effect of cobalt content on wear and corrosion behaviors of electrodeposited Ni-Co/WC nano-composite coatings. Journal of nanoscience and nanotechnology, 13, 1360–1363. DOI: 10.1166/jnn.2013.6025 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23646637/ [in English].
  19. Surviliene, S., Češuniene, A., Jasulaitiene, V., & Bučinskiene, D. (2008). Influence of SiC+WC addition to Cr(VI) bath on corrosion behaviour of coatings in sulphate solution. Transactions of the IMF, The International Journal of Surface Engineering and Coatings, 86(6), 308–314. https://doi.org/10.1179/174591908X371159 [in English].
  20. Zhao, G., Li, J., Huang, Y., Yang, L., Ye, Y., Walsh, F. C., Chen, J., & Wang, S. (2017). Robust Ni/WC superhydrophobic surfaces by electrodeposition. RSC Advances. Royal Society of Chemistry, 7, 44896–44903. Retrieved from https://eprints.soton.ac.uk/414483/2/c7ra08535d.pdf [in English].
  21. Kim, H. S., Kim, W. Y., & Song, K. H. (September 2012). Effect of post-heat treatment in ECAP processed Cu-40%Zn brass. Journal of Alloys and Compounds. Elsevier. 536, Supplement 1, 25, 200–203. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.11.079 [in English].
  22. Toulfatzis, A. I., Pantazopoulos, G. A., Besseris, G. J., & Paipetis, A. S. (2016). Machinability evaluation and screening of leaded and lead-free brasses using a non-linear robust multifactorial profiler. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Springer Nature, 86, 3241–3254. Retrieved from https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-016-8435-5 [in English].

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-05-08

Як цитувати

Роїк, Т. А., Гавриш, О. А., Майстренко, Ю. Ю., Ямрозяк, К., & Піка, Д. (2026). Вплив режимів тонкого кубонітового шліфування на шорсткість поверхонь композитних деталей на основі відходів латуні для машин трафаретного друку. Технологія і техніка друкарства, (1(91), 79–92. https://doi.org/10.20535/2077-7264.1(91).2026.354614

Номер

№ 1(91) (2026)

Розділ

Поліграфічні матеріали

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Тетяна Анатоліївна Роїк, Олег Анатолійович Гавриш, Юлія Юріївна Майстренко, Кшиштоф Ямрозяк, Даріуш Піка

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов’язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.