Page 16 - CТ Сентябрь
P. 16
МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ
ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ
При испытаниях с установленными на- ● время приработки t0, ч, определя- Выбор оптимального метода упрочнения поверхностей трения по параметрам три-
грузкой и скоростью скольжения к вращаю- емое как время от начала испытания до ботехнических испытаний может быть произведён на основании определения вышена-
щейся цилиндрической поверхности образца, момента времени выхода кривой изнаши- званных критериев и их сравнения. При этом более износостойкой является поверхность
частично погружённого в смазочный мате- вания на участок нормального изнашива- трения с меньшими значениями интенсивности изнашивания, длительности приработки,
риал, прижимался неподвижный цилиндри- ния; коэффициента трения, а также при падающей характеристике кривой изменения коэффи-
ческий индентор. Для установки образцов и ● приработочный износ h0, мкм, как циента трения во времени.
индентора использовалась схема со сменны- величина сближения, определяемая в мо- Испытания образцов проводились при следующих условиях: скорость скольжения
ми держателями, обеспечивающая самоуста- мент времени окончания приработки t0; υ = 1 м/с; нормальное усилие нагружения N = 100 ± 0,5%, Н (соответствует давлениям,
новку индентора относительно испытываемой ● значение коэффициента трения в рассчитанным по Герцу, порядка 150 МПа); вид первоначального контакта – пластический
поверхности образца на промежуточной сфе- конце испытаний f насыщенный; вид смазки – граничная; вид смазывания – окунанием; ведущий вид изна-
рической опоре для реализации линейного ● f0 / f – отношение максимального шивания – усталостное; смазочный материал – масло индустриальное И – 20А (ГОСТ 20799
контакта. В процессе испытаний с помощью значения коэффициента трения в период – 88); материал индентора – твёрдый сплав ВК8; общее время испытаний каждого
системы датчиков непрерывно и синхронно приработки f0 к его значению в конце ис- образца – 8 ч.
регистрировались время испытания, нагруз- пытаний f; Результаты испытаний образцов, обработанных с применением вышеописанных тех-
ка, коэффициент трения и линейный износ. ● среднее значение интенсивности нологий на модернизированной установке МИ-1М, представлены в табл. 6.
Их численные значения выводились на мони- изнашивания в период нормального из-
тор персонального компьютера. нашивания Таблица 6.
Для измерения момента трения и на- Ih = (h – h0) / (L – L0), Результаты триботехнических испытаний на модернизированной установке МИ-1М.
грузки использовались тензодатчики. где h, мкм – суммарная величина из-
Для непрерывного измерения износа в носа образца за время испытаний; L, мкм Триботехническое Показатель Значение показателя для образца
процессе проведения испытаний была разра- – путь трения, пройденный поверхностью свойство Сталь Р18 Сталь Сталь Сталь 45+
ботана специальная схема с применением ин- образца за время испытаний; L0 = 3,6 • Р18+ Р18+ ИКЭМО
дуктивного датчика, позволяющая исключить 109 • t0 • υ, мкм – путь трения, пройден- Ti-Al-N Mo-Cr-N
влияние на результаты измерений радиально- ный поверхностью образца за время при-
го биения и тепловых деформаций испытыва- работки; Прирабатываемость t0, ч 1,12 0,58 0,75 0,45
емого образца. ● значение интенсивности изнаши- h0, мкм 7,5 1,30 1,50 1,70
По результатам анализа регистрируе- вания за общее время испытаний IhΣ = h f0/f 1,61 1,42 1,46 1,19
мых параметров определялись следующие по- / L.
казатели триботехнических свойств: Антифрикционность f 0,31 0,32 0,25 0,24
Износостойкость h, мкм 16,1 9,70 9,60 4,6
lh·10 -10 3,44 3,12 3,09 1,44
lhƩ·10 -10 5,55 3,35 3,32 2,03
В табл.6, кроме величины износа h, цов нормализованной стали 45 с градиент-
представлены показатели интенсивности ной структурой поверхностного слоя после
изнашивания. Износостойкость представля- имплантирования карбидами вольфрама и
ет собой величину, обратную интенсивно- последующим электромеханическим упроч-
сти изнашивания. нением в период нормального изнашивания
На рис. 3 - 6 приведены результаты меньше по сравнению (в скобках указаны
испытаний образцов с графиками изменения значения для общего времени испытаний):
износа и коэффициента трения во времени. ● с термообработанными образцами –
Сравнение результатов триботехнических в 2,4 (2,7) раза;
испытаний образцов нормализованным ме- ● с образцами после PVD (покрытие
тодом показало, что минимальными зна- системы Ti-Al-N) – в 2,2 (1,7) раза;
чениями коэффициента трения, времени ● с образцами после PVD (покрытие
приработки и износа обладает сталь 45 системы Mo-Cr-N) – в 2,1 (1,6) раза.
с градиентной структурой поверхностно- Износостойкость стали Р18 с раз-
го слоя с имплантированными карбидами личными покрытиями по результатам ис-
вольфрама и с последующим электромеха- пытаний (табл. 6) относится к 7 классу, а
ническим упрочнением. Кривые износа для износостойкость стали 45 с градиентной
образцов стали Р18 и с покрытием систем структурой к 8 классу.
Ti-Al-N и Mo-Cr-N характеризуются ускорен- Таким образом, высокие показатели
ным ростом износа после износа покрытия. износостойкости градиентной структуры
Кривая износа для образца стали 45 после слоя стали 45 с имплантированными кар-
Рис. 4. Результаты испытаний образца стали Р18 после PVD (нанесение на поверхность образца покрытия системы Ti-
Al-N). ИКЭМО более стабильна. бидами вольфрама являются следствием
По результатам триботехнических ис- композиционного упрочнения за счёт фор-
пытаний установлено, что интенсивность мирования высокодисперсных карбидных
изнашивания поверхности трения образ- структур (рис. 2) на основе карбидов воль-
16 Станочный парк Станочный парк 17
