126161 (690931), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

1.1.2 Вплив структури поверхневих шарів на їхню зносостійкість у процес ренію вузлів АНТ

Технологічні методи зниження інтенсивності зношування спрямовані на досягнення оптимальної топографії поверхні тертя, забезпечення низького опору зрушенню на границі роздягнула тертьових тіл і поліпшення структури поверхневого шару тіла, що зношується, формування оптимальної топографії. Для кожного вузла тертя й Певних режимів його про експлуатацію характерна своя оптимальна топографія поверхонь, що сполучаються, при якій спостерігається мінімальна інтенсивність зношування. Вона встановлюється в процесі приробляння незалежно від того, яка вихідна мікро геометрія була отримана технологічним шляхом. Чим ближче вихідна мікро геометрія до рівноважної, тем менше період приробітки. Оскільки під час приробляння спостерігається максимальне зношування, необхідно фінішну обробку деталей проводити так щоб вихідна шорсткість поверхні була можливо близької до рівноважної. Опромінення потоками енергії високої щільності. Для підвищення зносостійкості деталей використовують лазерне легування тонких поверхневих шарів металів і сплавів, локальне поверхневе загартування сталей, лазерне зміцнення титанових сплавів шляхом оксидування поверхневого зламування й зниження їх на водорожування в процесі тертя. До цієї групи можна віднести іонне бомбардування, обробку електронним променем, радіаційне опромінення (застосовується для деталей з поліетилена) іонну імплантацію, іонно-променеве перемішування. Хіміко-термічна обробка поверхонь. Цей метод дозволяє змінювати структуру й властивості поверхневого шару металів шляхом насичення його атомами легуючих елементів у процесі теплової обробки в хімічно активному середовищі. Залежно від виду легуючого елемента розрізняють цементацію, азотування, сульфоціанування силіціювання, оксидування, фосфатування, сульфидирование, хромування й інші приймання підвищення зносостійкості металів.

Матеріалознавські методи

Ці методи спрямовані на створення нових зносостійких матеріалів, оптимальна комбінація механічних, хімічних і теплофізичних властивостей яких забезпечує низькі коефіцієнт тертя й інтенсивність зношування при необхідних режимах навантаження. Різноманіття конструкції вузлів тертя, умов експлуатації й вимог до експлуатаційних, технічним і економічним характеристикам триботехнічних матеріалів привело до створення великої кількості методів їх одержання й зміцнення.

Досить сказати, що далеко не повний перелік технічних характеристик, яким повинен задовольняти матеріал, включає;

• забезпечення правила позитивного градієнта механічних

властивостей по глибині;

• здатність матеріалу локалізувати контактні деформації в можливо більш тонкому поверхневому шарі;

• здатність матеріалу створювати на поверхні тертя й безупинно відновлювати в процесі зношування пластичну плівку. що володіє низьким опором зрушенню й високим опором руйнуванню при багаторазовому знакозмінному деформуванні;

• сумісність із матеріалом контр тіла й мастильним матеріалом. низька адгезія до контр тілу й висока змочуваність мастильною речовиною;

• високі несуча здатність, теплопровідність і теплостійкість;

• низький коефіцієнт теплового розширення;

• стабільність і низькі значення коефіцієнта тертя й інтенсивності зношування;

• гарна приробітка і технологічність.

Оптимізація макроструктури матеріалів. Мікроструктура, або конструкція, матеріалу відіграє досить важливу роль у забезпеченні довговічності вузла тертя. Тому залежно від режимів навантаження використовують матеріали блокові, стрічкові, багатошарові, армовані й із плавно мінливими по товщині властивостями. Керування мікроструктурою матеріалів. Його досить великий матеріалознавський напрямок поліпшення триботехнічних властивостей матеріалів. Воно засноване на залежності зносостійкості й механічних властивостей металів від розміру зерна, кристалографічної текстури, а для полімерів від ступеня кристалічності, розмірів і типу надмолекулярних утворів. Зміна мікроструктури матеріалів досягається за допомогою термомеханічної обробки, вибору режимів формування деталі, впливу потоків енергії високої щільності, уведення активних наповнювачів і модифікаторів.

Вибір і модифікація сполучного. При одержанні деталей трибосистем з композитів важливу роль відіграє вибір сполучного, структура й властивості якого визначають припустимі режими експлуатації композита в цілому. У якості сполучного застосовують метали, полімерні матеріали, кам'яновугільний пек. Матеріали на основі полімерної матриці мають високі антифрикційні властивості й здатні експлуатуватися при середніх навантаженнях і швидкостях ковзання. Найбільше широко використовують поліаміди, фторопласти, полиацетали, фенодні, епоксидні й кремнієорганічні смоли, каучуки й поліуретани. Останнім часом велика увага приділяється полімерам "нового покоління" поліефір- ефиркетонам і поліакрил-ефиркетонам, що володіють високою термостійкістю й низьким коефіцієнтом тертя.

1.2 Основні триботехнічні методи зміцнення, при використанні порошкових матеріалів деталей АНТ

Спектр технологічних способів створення, поновлення й ремонту зносостійких антифрикційних покрити дуже широкий . Звичайно, на практиці в ремонтних підприємствах прагнуть сполучити вищевказані способи з операціями по формуванню необхідних фізико-механічних властивостей поверхневого шару, при цьому зарекомендував себе структурно-енергетичний підхід [12]. У роботах [13, 14] запропонований технологічний процес нанесення зносостійких і антифрикційних покрити методом плазмового й індукційного наплавлення. Однак, їм характерні істотні недоліки: деформація виробів, у наслідок високої погонної енергії наплавлення, нерівномірність властивостей матеріалів, які наплавляються, обмежений вибір їх з'єднань, значна пористість і ін. [13]. Більш прогресивному методу електро-контактного напрямку не властива рівномірності властивостей покриття, що створюються, не статистична репрезентабельність значень міцності зчеплення, зносостійкості, а також можливість створювати шари тільки на поверхні тіл обертання. [13]. У роботі [15] розглядається електроіскрове нанесення по епюру нерівномірного зношування дискретних покриттів. У роботах [13, 16, 17] відзначається застосування у вітчизняній і закордонній практиці поновлення зношених деталей різних модифікацій розпорошеністю металопокриттів. Але, при підвищених навантаженнях на зрушення й стиск, а також при відсутності змащення, металізовані покриття різко втрачають захисні властивості [17], а це, відповідно, обмежує їхнє застосування. Для електролітичних покрити [18-21] характерно негативний вплив товщини на втомну міцність. Звідси зниження витривалості основного металу, не герметичність покрити, не великий вихід по струму й мала продуктивність, слабка здатність електроліту розкривати й негативний екологічний вплив. Також застосування відзначених покриттів обмежується зношуванням, величина якого по технічних умовах не повинна перевищувати припустимих значень (до 200 мкм), а працездатність їх значною мірою залежить від умов розробки, змащення й зовнішніх впливів. Методи газотермічного напилення мають високу продуктивність і широке застосування як за асортиментами робітників матеріалів, так і по номенклатурі ремонтованих виробів. Технологія дозволяє одержувати покриття товщиною 2,0-4,5 мм, як на локально зношених ділянках, так і по всій робочій поверхні [12]. Визначальними технологічними параметрами газотермічних методів напилення є температура й швидкість газового потоку, що забезпечують відповідні енергетичні характеристики робочим часткам порошкового матеріалу, а також хімічний склад газового потоку, якої обумовлює характер його взаємодії з робочим матеріалом. До основних методам газотермічного напилювання, які придбали поширення в практиці ремонтних підприємств, ставляться: газополум’яний, плазмовий і детонаційно-газовый. Джерелом нагрівання часток матеріалу газотермічних покриттів є полум'я газових сумішей, а джерелом прискорення - струмінь стисненого повітря [23]. При формуванні теплового потоку використовується енергія, яка виділяється при згорянні суміші кисню й газу (пропан, бутан або ацетилен). Відзначимо, що кисневе полум'я має найбільшу теплоту згоряння й тому частіше використовується при напилюванні. Зазначені методи відрізняються між собою фізико-хімічними процесами робочих циклів, технологічним устаткуванням, закономірностями взаємодії матеріалів покриттів з газовими середовищами, особливостями формування покриттів і їх властивостями й, як наслідок, можливостями практичного застосування газополум’яного покриття. При застосуванні газополум’яного покриття, початкові матеріали можуть використовуватися у вигляді проведення, прутиків, порошків, або гнучких шнурів, оболонка яких складається з органічного полімеру. Швидкість польоту часток при газополум’яних покриттів залежить від тиску газів і розміру часток [14]. Наявність кисню в потоці газу значно обмежує номенклатуру матеріалів для створення покриттів, тобто матеріал, який використовується для газополум’яного покриття, не повинен розщеплювати й горіти в полум'ї. газополум’яне покриття в основному використовуються для захисту чорних металів від корозії, поновлення розмірів зношених легко навантажених деталей, підвищення антифрикційних властивостей пари тертя. До основних недолікам газополум’яних покриттів можна віднести недостатній рівень міцності зчеплення покриттів з основою, наявність пористості, яка перешкоджає застосуванню покрити в корозійних середовищах без додаткової обробки й невисокий коефіцієнт використання енергії газополум’яного струменя нагрівання порошкового матеріалу [17]. Плазмові покриття. Плазма є високотемпературним джерелом нагрівання й характеризується тому, що її теплоенергетичні й газодинамічні параметри (температура, швидкість, склад, тиск і ін.) можна регулювати в широких границях. Це дає можливість напилювати покриття з тугоплавких матеріалів у тому числі високотемпературні окисли й безкисневі тугоплавкі з'єднання. Але матеріал у плазмовому струмені повинний не сублімуватися й інтенсивно не розщеплюватися . Плазмові покриття характеризуються суцільною арковою структурою, яка виникає в результаті сильної деформації й дуже швидкої кристалізації часток покриття, тому місткість кисню й азоту в покритті може досягати десятих часток відсотка й більше . Слід зазначити, що при плазмовому напиленні інертні плазмостворюючі гази не створюють цілком захисну атмосферу на всій траєкторії польоту часток матеріалу покриття, тому властивості покрити відрізняються від властивостей початкового матеріалу. У цілому, плазмові покриття пористі й мають незначну міцність зчеплення . Зносостійкість покрити значною мірою визначається якістю підготовки поверхні до нанесення покриття з метою забезпечення максимальної її шорсткості й хімічної активності. Основу операції підготовки становить газоерозійнаі обробка з використанням кварцового піску або корунду зі сталевої крихти .Детонаційно- газові покриття. При детонаційно-газовому методі частки матеріалу покриття при напилюванні мають найбільшу швидкість. У такий спосіб обмеження по температурі напилювання компенсуються вищою кінетичною енергією часток. Виникає активна взаємодія спрямованих часток з поверхнею деталі й забезпечується висока міцність зчеплення (майже як у монолітному матеріалі [6]) і щільність покриття. Для детонаційно-газового напилювання придатна значна номенклатура порошкових неорганічних (а також тугоплавких) матеріалів і будь-які поверхні. Детонаційно-газові покриття добре зарекомендували себе в умовах підвищених навантажень і температур, інтенсивного зносу й агресивних середовищ. На основі аналізу вищевказаних робіт була складена таблиця 1.

Таблиця 1. Основні характеристики газотермічних методів нанесення зносостійких порошкових покриттів

Основними перевагами детонаційно-газових покриттів є:

Характеристики

Список файлов курсовой работы