Абразивне спрацювання деталей машин

Під абразивним спрацюваннямрозуміють руйнування поверхні металу абразивними частинками мінерального походження

В результаті абразивного спрацювання відбувається досить інтенсивне руйнування деталей машин (до 1 мм/г).

В загальному випадку знос зв’язаний гіперболічною залежністю з твердістю матеріалу (рис.2).

При високій твердості абразивних частинок зносостійкість пропорційна твердості металу (рис.3). лінія 1 відноситься до чистих металів і відпалених сплавів, додаткова лінія 2 – до сталі У8 після гартування. Це свідчить про те, що загартовані вуглецеві і низьколеговані сталі при рівній твердість мають понижену зносостійкість в порівнянні зі стабільними сплавами.

В залежності від умов взаємодії деталі з абразивними частинками руйнування металу може відбуватися такими шляхами: мікро різання поверхні, багатократною пластичною деформацією; корозійно-механічним зносом. Експериментально встановлено, що механізм абразивного зносу визначається в першу чергу відношенням твердоті матеріалу до твердості абразивних частинок . При - а і б, при - в або крихкого викришування.

В реальних умовах роботи всі види зносу проявляються одночасно, але зносостійкість визначається домінуючим в конкретних умовах видом зносу.

Рис.3 справедливий для , а при лінійний характер втрачається і , де , Н – твердість матеріалу при .

Дослідним шляхом встановлено, що абразивний знос двофазних структур лінійно зв’язаний з % твердої складової і для ефективного підвищення абразивної зносостійкості потрібно 80 і>% карбідів. Це неможливо через крихкість і тому необхідно тверді основи сплаву, тобто ще високолегованих (особливо 12% Cr). Термообробка для сталей неефективна.

1.5 Спрацювання металічних пар тертя

Деталі машин при терті підлягають зносу, інтенсивність якого залежить від умов взаємодії пари тертя.

Існує три основні види пар тертя за характером змащування:

1) рідинне тертя, коли поверхні пари тертя відділені шаром мастила;

2) тертя при неповному змащуванні:

2.1 напіврідинне тертя, коли шар мастила недостатній і відбувається часткове тверде тертя;

2.2 напівсухе тертя, коли відбувається тертя твердих поверхонь, на яких є деяка кількість мастила;

2.3 граничне чи молекулярне тертя, коли поверхні настільки точно і чисто оброблені, що між поверхнями утворюється молекулярна плівка мастила;

3) тверде (сухе) тертя без мастила.

Найменший знос відбувається при рідинному терті. В цьому випадку зношування металу може відбуватися тільки через тертя поверхні з шаром мастила з руйнуванням окисної плівки металу.

Але ще для всіх пар тертя механізм рідинного тертя неможливий.

Теорія сухого тертя розроблена Ч.В. Крагельським. В ній тертя має молекулярно-механічну природу.

Зношування деталі є наслідком:

· механічного руйнування зчеплених поверхонь;

· втомні руйнування через контактні напруження;

· нерівномірностей тиску мастила;

· відшарування плівок окислів;

· механічне руйнування поверхонь через зварювання їх між собою при Т тертя і виривання кусочків металу при подальшому русі.

На практиці процес руйнування поверхонь тертя дуже складний і багатогранний.

Найбільший вплив на інтенсивність спрацювання вносять такі фактори, як:

1. тиск на поверхні;

2. швидкість ковзання;

3. якість поверхонь;

4. Т в зоні тертя;

5. матеріали пари тертя;

а також побічні фактори:

1. макродеформація деталей;

2. абразивне чи корозійне середовище;

3. дефекти у парі тертя т. і., які однозначно погіршують зносостійкість.

Для зменшення зносу рекомендується використання граничного тертя, де вплив негативного факторів зводиться до мінімуму.

Теорія тертя зараз активно розвивається і є однією з найдинамічніших галузей науки і техніки, де є можливість революційних відкрить.