Page 11 - Станочный парк

МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ

Методика, материалы и оборудование
Напыление покрытия меди на подложку из стали
ШХ15 проводили на газодинамической установке модели
«ДИМЕТ-404» с использованием механической смеси ча-
стиц корунда (Al2O3) и меди в состоянии поставки
[4]. На поверхность образцов размером 4 х 20 х
23,8 мм наносили покрытие меди при темпера-
туре 450 °С и 270 °С толщиной до 1 мм. Поверх-
ность образцов с покрытием площадью 95,2 мм2
обрабатывали на шлифовальном станке до тол-
щины слоя металла ≈450 мкм и прирабатывали
наждачной бумагой.
Испытание на износ образцов с покры-
тием проводили в паре с контртелом из стали
ШХ15 размером 8 х 25 х 80 мм на стенде воз-
вратно-поступательного движения сопряжён-
ных образцов МТ-8 [5]. Реверсивный вид движе-
ния образцов пары трения относится к наиболее
тяжёлым, он позволяет более контрастно выявить
преимущества или недостатки того или иного вида обработки конструкционных материа-
лов.
Технические характеристики машины трения: средняя скорость скольжения в паре
трения – 0,1 - 0,4 м/с; ход подвижного образца – 1 - 40 мм; наибольшая нагрузка на пару
– 1250 Н; число оборотов двигателя – 930 об/мин; потребляемая мощность – 1,1 кВт; наи-
большая сила трения – 25 кгс; габаритные размеры машины, мм: длина – 1150, ширина
– 940, высота – 990; масса машины − 200 кг.
При испытании использовали два образца, один из которых – образец с меньшей
поверхностью трения – сталь с покрытием. Этот образец был неподвижен и к нему при-
кладывали нагрузку. Второй образец (контртело) располагался снизу, изготовлен из стали
ШХ15 и совершал возвратно-поступательные движения относительно неподвижного об-
разца со средней скоростью скольжения 0,19 м/сек и его перемещение составляло 0,04 м.
Испытания проводились при ступенчатом повышении нагрузки 1,0; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0;
4,5; 5,0; 5,5; 6,0 6,5; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 с приработкой в интервале 0,2 - 1,0 кгс. Время
испытаний составляет 1 час на каждом уровне нагрузки.
Профиль поверхности контртела и покрытия меди перед испытаниями и
после них исследовали с использованием профилографа - профиломера TIME
TR 200 по международному стандарту ISO 4287 с оценкой величины микроне-
ровностей по Ra, Rz, Rt. На поверхности контртела микрогеометрию по-
верхности исследовали по двум направлениям, а именно: параллельно
(ПР) и перпендикулярно (ПД) движению образца. Твёрдость контртела
измеряли на микротвёрдомере HMV-2 (SHIMADZU) при нагрузке 0,1
кг по методу Виккерса [ГОСТ 2999-75] с автоматическим пересчётом
значения по Роквеллу (HRC). Твёрдость покрытия меди для каждого
режима напыления определяли на трёх образцах-свидетелях при на-
грузке 0,025 кг.
Твёрдость покрытия меди, нанесённого при низкой температуре
потока воздуха, составляет 138,5 HV 0,025/10, что на ≈25 единиц
больше, чем у покрытия меди, напылённого при 450 °С, которая со-
ставляет 113,6 HV 0,025/10. Разность в твёрдости покрытия обуслов-
лена процессами возврата (отдыха), проходящими в деформированном
металле при его нагреве [5].
Твёрдость контртел, изготовленных из стали ШХ15 и подвергнутых
термической обработке, находится в интервале 56,0 - 58,5 HRC.
Анализ результатов измерения параметров профиля поверхности
образцов с покрытием меди показывает, что, в соответствии с ГОСТ
2789 - 59, покрытие меди, нанесённое при температуре потока возду-
ха 450 °С, после механической обработки имеет 9 - 11 классы чисто-
ты. Аналогичная механическая обработка покрытия меди, напылённого

Станочный парк 11