Основы восстановления деталей осталиванием - Швецов А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Рис 1. Влияние компонентов электролиза на микротвердость покрытий.
Покрытия для исследования антифрикционных и изноет- • ных свойств были получены в основном из электролита: 300 г/л Fe-СІ2*4НгО+1,5 г/л HCl, температура t=75°С. Объемная плотность тока была постоянной Д0 = 1,5 а/л. Катодная плотность тока изменялась в широком диапазоне от Дк=5 а/дм2 до Дк =60 а/дм2.
Одно из основных свойств антифрикционности трущихся пар — их нечувствительность к схватыванию при возрастающих удельных нагрузках.
Схватывание проявляется при критических удельных нагрузках резким скачкообразным возрастанием силы трения, коэффициента трения, температуры в зоне контакта.
7
Причина возникновения таких критических пороговых изменений — переход одного вида изнашивания в другой.
Выявление критических нагрузок схватывания у исследуемых пар проводилось ступенчатым нагружением образцов. Исходная нагрузка была—10 кГ/см2, интервалы нагружения; до 30 кГ/см2 — через 5 кГ/см2, а далее через — 10 кГ/см2. Переход с исходной нагрузки на последующие производился после наступления точки стабилизации. Подточкой стабилизации понималось такое состояние контактной пары, когда при данной удельной нагрузке (Q) момент трения и температура в околоконтактной зоне имели минимальные 'установившиеся значения.
Схватывание покрытий, имеющих разную величину микротвердости, происходит не при одинаковых значениях удельной нагрузки и зависит от марки сопряженного подшипникового материала (табл. 1).
Таблица 1
Влияние микротвердости покрытий и марки подшипникового материала
на величину Q
Сочетание исследуемых пар Нагрузка схватывания, Q кгісм2
марка материала контртела микротвердость покрытий, н мм, кг/л«2
Серый чугун СЧ15-32 450 50
500 150
550 140
575 100
Сталь 45 (т. о.) 60
Алюминиевый сплав АК-4 375 50
400 HO
450 80
500 50 *
550 40
¦Сталь 45 (т. о.) - 30
Бронза БрОДСб—6—4,5 450 50
500 90
550 ' 170
575 50
Сталь 45 (т. о.) 40
Сплав CQC6-6 450 35
500 40
550 50
575 60
630 100
Сталь 45 (т. о.) 70
..Каждому сопряженному материалу (контртелу) соответствует определенная величина микротвердости покрытия, при которой удельная нагрузка схватывания имеет максимальное значение. То значение величины микротвердости покрытий, при которой схватывание с данным материалом контртела происходит при максимальном удельном давлении, названо оптимальным (табл. 2).
Таблица 2
Оптимальные значения микротвердости покрытий, в зависимости от сопряжения подшипникового материала
Марка сопряженного материала
Микротвердость покрытия Hm опт кгімм2
Qmax
схватывания,
KSjCM'
СЧ15-32 500 150
АК-4 400 * 110
БрОЦС6-6-4,5 550 170
Сплав СОС6-6 630 100
• Отклонение йикротвердости покрытий от найденных оптимальных значений в ту или иную сторону обязательно приводит к уменьшению величины удельной нагрузки схватывания.
Контактирование 2-х поверхностей трущейся пары сопровождается упруго-пластической деформацией. Величина упруго-пластической деформации зависит от физико-механических свойств контакта. Деформация может протекать как с преобладанием упругих, так и с преобладанием пластических свойств.
Отклонение величины микротвердости Нш покрытий от оптимальных значений способствует в случае снижения Hu увеличению пластических свойств контакта, а в случае повышения Hm — росту упругих свойств контакта.
В первом случае при увеличении пластической деформации происходит оттеснение металла покрытий в процессе трения в стороны от мест контакта. Многократные пластические деформации приводят к усталостному разрушению поверхностей трения. Под воздействием этих деформаций наблюдается разрушение окисных пленок на поверхности контакта. В местах разрушения металла покрытия появляются локальные зоны схватывания, которые за короткий промежуток времени перерастают в спонтанные.
Во втором случае с увеличением Hw покрытий преобладают упругие свойства контакта. Трущиеся поверхности покрытий начинают разрушаться от явлений «перенаклепа» с обра-
9
зованием хрупких частиц износа, которые интенсифицируют абразивное изнашивание. Скорость образования поверхностных пленок у контактирующих пар становится меньше скорости их изнашивания. По этой причине и наблюдаются явления схватывания при меньших удельных нагрузках.
В аналогичных условиях для сравнения были испытаны контактирующие пары «Сталь 45 (т. о.)* — контртело». Схватывание этих исследуемых пар происходило при меньших величинах, удельных нагрузок по сравнению с покрытиями. Такое отличие представляется возможным объяснить лучшими антифрикционными свойствами покрытий.
0,4
0,3.
?
З Д2 10.1 I“ §
у / ,
I <3 1
10
W/V Otr Г U ©Cf VU IIJU IIU (?(/ 14U IHfJ (Э
, Удельная нлгруака, Q ^cm2
Рис 2. Изменение коэффициента трения от удельной нагрузки Ю,кГ/см2, трение покрытие — бронза): I) Wm= 450; 2) Hm — 500;
3) Hm = 550; 4) #м=575 кГ/мм2; 5) Сталь 45 (т. о.) HRC50—55.
Коэффициенты трения исследуемых пар демонстрируют также зависимость антифрикционных свойств покрытий от величины микротвердости^ На рис. 2, 3 показан характер изменения коэффициентов трения от Hm и марки подшипнико-
