Основы восстановления деталей осталиванием - Швецов А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
<7=+у(^-^) (1-5)
или
Величину единичного источника теплообразования при трении (<7) определяем, воспользовавшись формулой X. Блока:
"- ^ 1000, кал'сек, (1—6)
А- 427 где
• f — коэффициент трения;
Q — удельная нагрузка, кГ/см2;
V — скорость трения, м/сек;
А — площадь единичного контакта;
427 — механический тепловой эквивалент.
Произведя подстановку (1—6) в уравнение (1—5), получим:
tx = lobof-i-Q- ,- • —)+^2, °С. (1—7)
\ А-427 Я / 2
Из расчетных данных (табл.. 4) следует, что величина критических усредненных температур контакта, при которых про-
17
Таблица 4
Величины средни* температур на поверхностях контакта при схватывании
Сочетание исследуемых пар Средняя температура на поверхности контакта при схватывании, t °С
Марка материала контртела Микротвердост ь покрытий, Hm кГ/мм3
СЧ15-32 450 213
500 246
550 246
575 224
* Ст. 45 (т. о.) 183
АК-4 " "" 4Я?> 375 191
АК-4 400 263
450 231
500 201
550 201
Ст. 45 (т. о.) 140
БрОЦСб-б-4,5 450 201
500 190
’ 550 231
> 575 171
Ст. 45 (т. о.) 231
СОС6-6 - - 450 141
500 131
550 141
575 151
630 163
Ст. 45 (т. о.) 161
исходит схватывание, наибольшее значение имеет у сочетаний с оптимальной микротвердостью покрытий. Эти покрытия устойчивы к температурным полям и повышенным температурам, мало чувствительны к величинам удельных нагрузок, имеют минимальные коэффициенты трения по сравнению с другими испытанными сочетаниями.
Работа от возникающих сил трения в основном переходит в тепло. Температура зоны контакта, достигнув определенных значений, начинает воздействовать на процесс изнашивания. Начальный рост температур способствует росту пластических деформаций и скорости диффузных процессов поверхностных слоев, что улучшает градиент механических свойств. С достижением зоны критических температур пбверх-. ностные“слои начинают размягчаться и градиент механических свойств меняет знак (на отрицательный). Смена-знака
18
к
градиента механических свойств приводит к прорыву поверхностных пленок, к освобождению ювенильных поверхностей, к увеличению взаимного внедрения поверхностей контакта.
3. Особенности прирабатываемости электролитического железа
I
Приработка влияет на свойства вторичных поверхностных структур, а от их качества зависит износостойкость сопряженных пар в условиях эксплуатации. Приработка характеризует начальную стадию износа, и продолжением ее является установившийся износ. Желательно свести к минимуму начальную стадию износа, довести до максимума установившуюся стадию износа и предупредить начало аварийного износа.
Под действием величин удельных нагрузок в зоне контакта трущихся пар возникают совместные касатёльные напряжения сдвига и нормальные напряжения контакта.
Топография поверхностей покрытий после механической обработки представляет собой выступы и врадины разнообразных геометрических форм и размеров. Поэтому начальный момент силового замыкания сопряжения связан с неравномерным распределением деформаций по глубине в точках контакта. Износ в этот период происходит по вершинам выступов и волн. Чем меньше высота выступов и волн (до определенных значений), тем больше площадь контакта, меньше величина удельного давления и соответственно меньше износ трущихся тел. Повышение удельных нагрузок при приработке создает условия увеличения нормальных напряжений и фактической площади контакта, а также возрастания числа единичных пятен контакта. С другой стороны, оно создает предпосылки к прорыву поверхностных пленок. Касательные напряжения сдвига в этом случае перераспределяют напряжения от контакта к контакту, что приводит к появлению остаточных деформаций на площадках контакта,- если ранее они находились в режиме упругих деформаций.
Большое влияние на интенсивность развития пластических деформаций поверхностных слоев оказывает температура зоны контакта. При температуре, не достигающей критического значения схватывания, кислород воздуха насыщает поверхностные слои электролитического железа, образуя химические соединения Fe2O3 и Fe3O4. Эти соединения под воздействием деформаций и температур .зоны контакта .охрупчи-ваются при достижении определенной толщины и разрушают-
- 19
\
ся. Затем идет обнажение следующих поверхностных слоев и совершается повторение цикла пленочного изнашивания.
Результаты исследований показывают, что зависимость времени приработки от значений величин удельных нагрузок имеет характерную общую закономерность для всех рассматриваемых сочетаний.
Рис. 8. Изменение времени приработки от Q (трение покрытие —
СЧ15-32): 1) Ям = 450; 2) Hu= 500; 3) Hu= 550; 4) Hu =575 кГ/см2;
5) Сталь 45 (т. о.) HRC50—55.
Покрытия при содряжении с чугуном ¦ (рис. 8). прирабатываются быстрее, чем больше отклонение величины микро-твердости от оптимальных значений (кривые — 1, 3, 4). С увеличением удельной нагрузки время приработки сокращается. У покрытий с оптимальной величиной микротвердости (кривая— 2) время приработки до Q = 80 кГІсм2 постоянно, а затем, с ростом Q и температур зоны контакта, начинает .Снижаться. Аналогичный характер приработки просматривается и у сочетаний «покрытие—СОС6-6» (рис. 9).
