Целью исследования является анализ морфологии и элементного состава поверхности титанового сплава Ti6Al4V при глубинном шлифовании на различных скоростях продольной подачи. Обработку осуществляли кругом из карбида кремния зеленого на специализированном станке для глубинного шлифования. Рентгеноспектральные исследования шлифованной поверхности проводили с применением сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что морфология поверхности изменяется по длине заготовки и определяется номинальной мгновенной режущей способностью. Наибольшая интенсивность когезионного процесса наблюдается на этапе постоянной длины дуги контакта. Изменение скорости продольной подачи заметно влияет на микрорельеф, формируемый на этапе постоянной длины дуги контакта, так как возрастает интенсивность переноса налипов металла на поверхность Ti6Al4V. Доказано, что процесс шлифования сопровождается переносом частиц абразива на обрабатываемую поверхность, интенсивность переноса зависит от этапа глубинного шлифования. Содержание кремния на поверхности Ti6Al4V, сформированной на этапе выхода больше, чем на поверхности, соответствующей этапу постоянной длины дуги контакта. Установлено, что увеличение скорости продольной подачи способствует снижению интенсивности переноса материалов шлифовального круга на обрабатываемую поверхность ввиду уменьшения временной продолжительности этапов глубинного шлифования.
The aim of this study was to analyze the morphology and elemental composition of the surface of Ti6Al4V titanium alloy after creep-feed grinding at various table feed rates. The grinding was performed using a green silicon carbide wheel on a specialized machine. X-ray spectral analysis of the machined surface was performed using scanning electron microscopy. It has been established that surface morphology changes along the workpiece length and is determined by the nominal instantaneous cutting ability. The highest intensity of the cohesive process is observed at the stage of constant length of arc. Varying the longitudinal feed rate significantly affects the microrelief formed at the stage of constant length of arc as well as increasing the transfer of metal deposits to Ti6Al4V surface. It has been proven that the grinding process is accompanied by the transfer of abrasive particles to machined surface, the intensity of which depends on grinding stage. The silicon amount on the Ti6Al4V surface formed at the stage of exit is greater than on the surface corresponding to stage of constant length of arc. It has been established that increasing the longitudinal feed rate helps to reduce the intensity of grinding wheel material transfer to machined surface due to reduction of stage time duration.
1. Коряжкин А. А., Носенко С. В., Носенко В. А. Повышение эффективности обработки рабочих лопаток компрессора из титанового сплава методом многокоординатного глубинного шлифования // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2019. № 1. C. 17–21. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=36929652 (дата обращения: 24.03.2026). EDN: YWNDHV.
2. Pereira M. F., Abrao B. S., Abrao A. S., Machado A., Jackson M. J., Hassui A. Influence of grinding wheel conditioning on the grindability of Ti-6Al-4V alloy // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2023. Vol. 125. P. 1–12. DOI: 10.1007/s00170-022-10790-3.
3. Mukhopadhyay M., Kundu P. K., Chatterjee S., Das S. Improving grindability of Ti–6Al–4V through applying environmentally benign cutting fluids using SiC wheel // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering. 2025. Art. 09544089251343333. DOI: 10.1177/09544089251343333.
4. Heinzel C., Heinzel J., Guba N., Husemann T. Comprehensive analysis of the thermal impact and its depth effect in grinding // CIRP Annals. 2021. Vol. 70. P. 289–292. DOI: 10.1016/j.cirp.2021.04.010.
5. Taha-Tijerina J., Edinbarough I. A. Comparative cutting fluid study on optimum grinding parameters of Ti-6Al-4V alloy using flood, minimum quantity lubrication (MQL), and nanofluid MQL (NMQL) // Lubricants. 2023. Vol. 11. Art. 250. DOI: 10.3390/lubricants11060250.
6. Basem A., Naji M., Al-Asadi H., Sediq Safi M. Small-quantity cooling lubrication in creep-feed grinding: surface quality and residual stress analysis // Results in Engineering. 2024. Vol. 22. Art. 102348. DOI: 10.1016/j.rineng.2024.102348.
7. Yin Y., Chen M. Analysis of grindability and surface integrity in creep-feed grinding of high-strength steels // Materials. 2024. Vol. 17. Art. 1784. DOI: 10.3390/ma17081784.
8. Носенко С. В., Носенко В. А., Коряжкин А. А., Кременецкий Л. Л. Влияние скорости глубинного шлифования на морфологию и химический состав поверхности титанового сплава // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2018. № 3. C. 62–72. EDN: LAVNNB. DOI: 10.18698/0536-1044-2018-3-62-72.
9. Chen T., Wang X., Zhao B., Ding W., Xu J. Surface integrity evolution during creep feed profile grinding of γ-TiAl blade tenon // Chinese Journal of Aeronautics. 2024. Vol. 37. P. 496–512. DOI: 10.1016/j.cja.2024.01.020.
10. Носенко С. В., Носенко В. А., Кременецкий Л. Л. Исследование влияния скорости глубинного шлифования и характеристики абразивного инструмента на качество поверхности титанового сплава // Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. № 1. C. 94–100. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32856349 (дата обращения: 24.03.2026). EDN: YXCMPO.
11. Xu X., Yu Y., Huang H. Mechanisms of abrasive wear in the grinding of titanium (TC4) and nickel (K417) alloys // Wear. 2003. Vol. 255. P. 1421–1426. DOI: 10.1016/S0043-1648(03)00163-7.
12. Guo G., Liu Z., An Q., Chen M. Experimental investigation on conventional grinding of Ti-6Al-4V using SiC abrasive // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2011. Vol. 57. P. 135–142. DOI: 10.1007/s00170-011-3272-z.
13. Носенко В. А., Носенко С. В. Математические модели наработки и режущей способности для различных этапов плоского глубинного шлифования горизонтальных поверхностей кругом прямого профиля // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. № 4. С. 92–98. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=15055972 (дата обращения: 06.04.2026). EDN: MRMFML.
14. Носенко С. В., Носенко В. А., Зотова С. А. Этапы глубинного шлифования. ВПИ (филиал) ФГБОУ ВО ВолгГТУ, 2021. 166 с. [Электронный ресурс]. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=46150963 (дата обращения: 06.04.2026). EDN: AROBIW.
15. Носенко С. В., Носенко В. А., Лясин Д. Н., Кременецкий Л. Л. Взаимосвязь составляющих силы резания и мгновенной режущей способности при глубинном шлифовании титанового сплава с постоянной правкой абразивного инструмента // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2016. № 5. С. 41–51. DOI: 10.18698/0536-1044-2016-5-41-51. EDN: VVADBX.
16. Zheng X. H., Liu Z. Q., Guo G. Q., An Q. L., Chen M. Experimental research of grinding TC4 titanium alloy using green silicon carbide wheel // Key Engineering Materials. 2011. Vol. 487. P. 121–125. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.487.121.
17. Magnus C., Sharp J., Ma L., Rainforth W. M. Ramification of thermal expansion mismatch and phase transformation in TiC-particulate/SiC-matrix ceramic composite // Ceramics International. 2020. Vol. 46. P. 20488–20495. DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.05.151.
18. Худобин Л. В., Унянин А. Н. Минимизация засаливания шлифовальных кругов. Ульяновск: УлГТУ, 2007. 298 с. [Электронный ресурс]. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=22313741 (дата обращения: 10.04.2026). EDN: SUHOYB.
19. Xu Y., Miao Q., Ding W., Yin Z., Dai C. Creep-feed grinding of different nickel-based superalloys: grinding temperature, and its effect on material removal behavior, tool surface state and surface integrity // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2025. Vol. 141. P. 5477–5492. DOI: 10.1007/s00170-025-16962-1.