Происходит схватывание

При выглаживании — отделке (собственно выглаживании) происходит сглаживание неровностей поверхности. Сопутствующее этому упрочнение поверхности распространяется на небольшую глубину, соответствующую сравнительно небольшому давлению инструмента на поверхность детали. Выглаживание — отделку выполняют в условиях трения скольжения. Рабочей поверхности инструмента придают сферическую форму (выглаживание шариком) или цилиндрическую с образующей перекрывающейся с осью вращения детали (а не параллельной, как при обкатывании роликом).

УЗЛЫ ТРЕНИЯ. Пары трения при эксплуатации проходят три стадии изнашивания: приработку, установившееся состояние и стадию катастрофического изнашивания. В результате приработки происходит сглаживание неровностей, причем всегда при сухом и граничном трении формируется новая шероховатость, которая является оптимальной для данных условий трения и обеспечивает при этих условиях минимум износа. При приработке происходит также изменение структуры, текстуриро-вание в направлении скольжения .,и трибологическая система переходит в такое равновесное состояние, при котором устанавливается минимальная диссипация энергии.

В настоящее время доказана ошибочность этого предположения, но термин «усталость» остался в употреблении. Современная техника микрофотографирования позволила вскрыть истинную причину разрушения. Разрушение при знакопеременных напряжениях происходит вследствие постепенного развития микротрещины. Наличие двух зон в месте излома вызвано тем, что под влиянием переменных напряжений края трещины то расходятся, то сходятся, нажимая друг на друга, благодаря чему происходит сглаживание поверхности трещины, ее «шлифование». Когда же развившаяся трещина ослабит сечение настолько, что оно не в состоянии сопротивляться действующим нагрузкам, происходит внезапное хрупкое разрушение, характерное даже для весьма пластичных металлов.

Энергия, затрачиваемая на трение, превращается в теплоту. Одновременно с этим происходит сглаживание шероховатостей соприкасающихся поверхностей, называемое износом.

Ж ЙДКОСТНО-АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА — механич. обработка для очистки, шлифования, полирования деталей, а также упрочнения их поверхностей с помощью водноабразивной суспензии (до 35% абразивного материала), подаваемой под давлением. В результате Ж.-а. о. происходит сглаживание микронеровностей на поверхности изделий.

Процесс приработки сопряженных поверхностей сопровождается сложными необратимыми явлениями, протекающими в тонком поверхностном слое. При приработке изменяются физико-механические, теплофизические свойства поверхностных слоев, макро-и микрогеометрия. В начальный период приработки происходит интенсивное изнашивание неровностей, полученных при механической обработке, их дробление и пластическое деформирование, обычно сопровождаемое наклепом тонкого поверхностного слоя [21]. В результате приработки происходит сглаживание наиболее выступающих неровностей, частичное или полное уничтожение первоначальных неровностей и установление новых, отличных от первоначальных по форме и размерам [28, 41, 43, 81, 97, 105, 116].

1) Скоп и Аргон высказали противоположное заключение [32]. Это произошло вследствие того, что, как было отмечено выше, при использовании сдвигового анализа в упругом случае происходит сглаживание неравномер-ностей напряженного состояния, в то время как в грубой модели передачи всего усилия с разрушенных элементов на два близлежащих неразрушенных элемента распределение напряжений для пластичной матрицы, представляв-

В коррозионном процессе участки с максимальными напряжениями будут работать активными анодами и могут быть центрами развития коррозионного растрескивания, или ножевой коррозии, а участки с минимумом напряжений будут работать катодами и защищаться вследствие растворения анодных участков. При этом 'следует ожидать концентрации коррозионного разрушения вблизи границы шва для малой погонной энергии. Напротив, в случае высокой погонной энергии сварки происходит сглаживание электрохимической гетерогенности, что приводит к увеличению инкубационного периода коррозионного растрескивания или ножевой коррозии.

высокой погонной энергии сварки происходит сглаживание электрохимической гетерогенности, что приводит к увеличению инкубационного периода коррозионного растрескивания или ножевой коррозии.

Условия возникновения схватывания металлов создаются естественным путем в процессе трения и износа сопряженных поверхностей. Это происходит в том случае, когда усилия, действующие в местах фактического контакта, вызывают напряжения, превышающие предел текучести металла, в связи с чем в тонких поверхностных слоях происходят пластические деформации металла, при этом поверхностные адсорбированные газовые пленки и загрязнения разрушаются, обнажая отдельные ювенильные площадки металлов. Одновременно происходит сглаживание неровностей на поверхностях трения, благодаря чему значительно увеличивается площадь их фактического контакта. При тесном сближении юве-нильных поверхностей возникает междуатомное притяжение металлов, при этом на значительной площади фактического контакта образуются металлические связи, аналогичные междуатомным связям в сплошном металле — происходит схватывание металлов.

При этих методах отделки стружка с поверхности не снимается, а происходит сглаживание поверхностных микронеровностей, оставшихся от предыдущей обработки, вследствие чего металл выступающих частиц заполняет впадины, имеющиеся на поверхности детали. При этом размер деталей несколько изменяется за счёт указанных пластических деформаций.

В месте соударения метаемой пластины с основанием образуется угол Y' который перемещается вдоль соединяемых поверхностей. При соударении из вершины угла выдуваются тонкие поверхностные слои, оксидные пленки и другие загрязнения. Соударение пластин вызывает течение металла в их поверхностных слоях. Поверхности сближаются до расстояния действия межатомных сил взаимодействия, и происходит схватывание по всей площади соединения. Продолжительность сварки взрывом не превышает нескольких микросекунд. Этого времени недостаточно для протекания диффузионных процессов, сварные соединения не образуют промежуточных соединений между разнородными металлами и сплавами.

оборотом колеса. Через некоторое время масляная пленка в зоне контакта уже не восстанавливается, происходит схватывание значительных частиц металла с дальнейшим отрывом их от более мягкой поверхности и прочным соединением с более твердой. Возникшие на более твердом зубе бугорки образуют на более мягком борозды в направлении скольжения и в короткое время выводят передачу из строя. Такой вид заедания получил название задира. Наиболее эффективной мерой предупреждения заедания, помимо рационального подбора материалов зубчатых колес, является применение специальных противозадирных масел с повышенной вязкостью и химически активными добавками (гипоидное масло).

одна из которых (4) неподвижна и является основанием, располагают параллельно или под углом а друг к другу на расстоянии А',. На подвижную (метаемую) заготовку 3 кладут ВВ — взрывчатое вещество 2 толщиной Н, а со стороны, находящейся над вершиной угла, устанавливают детонатор /. При возбуждении с помощью детонатора заряда ВВ по нему распространяется фронт детонационной волны со скоростью детонации D, составляющей 2000—8000 м/с (детонация — процесс разложения взрывчатого вещества с выделением газов и тепла). Образующиеся позади фронта детонации газообразные продукты взрыва в начальный период создают давление 100—200 ГПа, сохраняя в течение короткого времени по инерции прежний объем ВВ, а затем со скоростью 0,50—0,75 D расширяются, сообщая находящемуся под ними участку металла импульс движения. Под действием этого импульса объемы заготовки последовательно вовлекаются в ускоренное движение к поверхности неподвижной части металла и с большой скоростью соударяются с ней. При установившемся процессе метаемая-пластинка на некоторой длине дважды перегибается, ее наклонный участок под углом у движется со скоростью D за фронтом детонационной волны. При соударении из вершины угла выносятся тонкие поверхностные слои, окислы и загрязнения. Высокоскоростное соударение метаемой части металла с неподвижной пластиной вызывает течение металла в их поверхностных слоях. Поверхности сближаются до расстояния действия межатомных сил сцепления и происходит схватывание по всей площади соединения с характерной волнообразной границей раздела соединяемых деталей. Продолжительность сварки взрывом не превышает несколько микросекунд. Прочность соединений, вы-полненныхчсваркой взрывом, выше прочности соединяемых материалов. Это объясняется упрочнением тонких слоев металла, прилегающих к соединенным поверхностям, при их пластической деформации. л

ния поверхности детали. Износ является причиной выхода из строя подавляющего большинства деталей машин. В машинах наблюдаются следующие виды изнашивания: абразивный износ,' износ при заедании и износ при коррозии. Абразивный износ происходит вследствие истирающего действия неровностей поверхностей или твердых посторонних час-тиЦ (песка, пыли). Заедание преимущественно наблюдается при высоких скоростях и давлениях в связи с выдавливанием разъединяющей трущиеся поверхности масляной пленки. В результате тепло не успевает отводиться, и происходит схватывание (сварка) частиц металла контактирующих поверхностей с дальнейшим отрывом их от более мягкой поверхности и прочным соединением с более твердой. Образовавшиеся неровности царапают рабочие поверхности деталей с более мягкой поверхностью, что приводит к выходу их из строя. Коррозионный износ заключается в том, что продукты коррозии срываются механическим путем.

Одна из наиболее существенных операций в управлении ростом несквозных усталостных трещин связана с обеспечением схватывания по ответным поверхностям излома. Реализовать этот эффект возможно с обеспечением первоначального раскрытия берегов трещины. Оно создается путем растяжения зоны расположения усталостной трещины с последующим постепенным введением в контакт ответных частей излома. При этом в процессе последовательного сближения берегов трещины осуществляют перемещения в плоскости параллельно поверхности трещины так, чтобы происходило трение по поверхности излома и его изнашивание. Последовательное снижение амплитуды продольных перемещений приводит к тому, что в момент прекращения этого перемещения происходит схватывание по ювенильным поверхностям частично изношенного излома. В результате схватывание приводит не только к герметичности в зоне распространения трещины, но и служит препятствием для раскрытия берегов трещины

Исследование методами световой и растровой электронной микроскопии износа пары никель — никелевый сплав при трении без смазки позволило выяснить, что в начальный период износ является абразивным, обусловленным шероховатостью поверхностей. При этом происходит -схватывание со сдвиговым разрушением и переносом сплава на поверхность никеля. При дальнейшем испытании непрерывное схваты^ние у птде-^ниеврпут к расслоению метал-

При вакууме 10~4—10~5 мм рт. ст. из-за уменьшения концентрации кислорода в зоне контакта еще больше утончаются окисные пленки, при этом они теряют свои защитные свойства. В результате в зоне контакта происходит схватывание первого рода — холодный задир.

Явление переноса отдельных структурных составляющих сплава при трении известно давно. Например, высокие антифрикционные свойства серых чугунов объясняются в некоторой степени тем, что графитовые зерна, имеющиеся в чугуне, выкрашиваются и намазываются на сопряженную поверхность очень тонким слоем и затем частично переносятся на другие структурные составляющие чугуна. Примерно такая же картина наблюдается в свинцовистой бронзе. Свинец, который является одной из структурных составляющих, обладая малой твердостью и большой адгезионной способностью к стали, легко переносится на стальную шейку вала и служит как бы твердой смазкой. Подобным образом работают и другие самосмазывающиеся материалы. В случае переноса меди из бронзы на поверхность стали не происходит схватывания отдельных структурных составляющих сплава, а идет распад твердого раствора бронзы, и уже после распада происходит схватывание.

Условия возникновения схватывания металлов создаются естественным путем в процессе трения и износа сопряженных поверхностей. Это происходит в том случае, когда усилия, действующие в местах фактического контакта, вызывают напряжения, превышающие предел текучести металла, в связи с чем в тонких поверхностных слоях происходят пластические деформации металла, при этом поверхностные адсорбированные газовые пленки и загрязнения разрушаются, обнажая отдельные ювенильные площадки металлов. Одновременно происходит сглаживание неровностей на поверхностях трения, благодаря чему значительно увеличивается площадь их фактического контакта. При тесном сближении юве-нильных поверхностей возникает междуатомное притяжение металлов, при этом на значительной площади фактического контакта образуются металлические связи, аналогичные междуатомным связям в сплошном металле — происходит схватывание металлов.

С увеличением скорости в диапазоне от 1 до 7 м/сек на поверхности трения развиваются процессы схватывания второго рода, происходит скачкообразно рост интенсивности изнашивания. В этом диапазоне скоростей масла теряют свои смазочные, защитные свойства в связи с их десорбцией, а также распадом молекул масла под действием возросших температур. Образуются металлические контакты в трущихся парах, происходит схватывание металла.

Наиболее широко используют схемы а и б. Необходимость применения вращающихся втулок обусловлена тем, что при больших частотах вращения и неравномерных нагрузках происходит «схватывание» материалов инструмента и втулки. Это явление приводит к поломке инструмента и появлению задиров на внутренней поверхности втулки. Недостатком применения вращающихся втулок является удлинение режущего инструмента (в том случае, когда направление осуществляется по режущей части инструмента). Рекомендации по выбору типа кондукторной втулки приведены в табл. 16.