Поверхностную твердость

Формирование покрытий и особенности структуры переходных слоев в значительной степени зависят от технологических параметров процесса нанесения покрытий, в частности от плотности потока и энергии ионов в процессах бомбардировки и конденсации покрытия, а также от давления реакционного газа. В сочетании со временем воздействия энергия ионов определяет поверхностную температуру, с которой связано протекание плазмохимических реакций. Перед нанесением покрытия проводят очистку поверхности мишени ионной бомбардировкой. Кроме очистки загрязненной поверхности, происходит образование различных дефектов поверхностного слоя основы за счет радиационных повреждений, что создает благоприятные условия для процесса конденсации и роста покрытия. Это сопровождается ионным легированием и насыщением приповерхностных слоев компонентами покрытия, что способствует повышению адгезии с материалом основы.

Метод скользящих термопар разработан для измерения температуры при резании металлов. В отверстие исследуемого образца вставляют защитную трубку с двумя изолированными термоэлектродами, которые общими концами подведены к контактам шлейфов осциллографа. При перерезании лезвием резца трубки вместе с двумя электродами образуются две замкнутые точечные термопары: одна измеряет • температуру на контактной поверхности «резец — стружка», другая фиксирует поверхностную температуру образца.

Правильно подобранные добавки при работе при высоких температурах воспламенения связующего размягчаются и заменяют собой выгоревшее связующее. При этом добавки поглощают значительное количество тепла и обволакивают при расплавлении новые очаги воспламенения, препятствуя тем самым дальнейшему увеличению температуры и выгоранию связующего. Размягченный и раскатанный по поверхности трения металл создает промежуточный рабочий слой, отделяющий фрикционный материал от металлического элемента, и является своего рода полутвердой смазкой. Этот слой при достаточной теплопроводности, пластичности и теплоемкости способствует стабилизации коэффициента трения, уменьшает поверхностную температуру и износ. При температуре более 1000° С этот слой, засоряясь окислами и продуктами износа, способствует повышению коэффициента трения.

При трении приходится учитывать поверхностную температуру и объемную температуру, поскольку мы делаем различия между объемными и поверхностными свойствами материала. Кроме того, под влиянием температуры возникают глубокие структурные изменения, ПРОИСХОДЯТ химические реакции, в результате чего получаются новые вещества. Поэтому вряд ли можно рассчитывать, что уравнение для расчета кинетического трения получится столь же простым, как уравнение для расчета коэффициента трения покоя.

Конструктивные макрогеометрические параметры фрикционного сочленения оказывают влияние на все основные характеристики теплового режима трения: распределение тепловых потоков, поверхностную температуру, температурный градиент и объемное распределение температур в трущихся телах. Через эффективный коэффициент трения конструкция влияет на общую генерацию тепла, а через жесткость трущихся элементов — на равномерность генерации тепла в пределах номинальной площади контакта.

пространение тепла в трущихся телах, поверхностную температуру и прочие характеристики температурного поля.

Таким образом, использование этих показателей позволяет иметь в реальной конструкции определенный коэффициент запаса и по тормозному моменту и по сроку службы из-за износа. По данным эксплуатации, наибольшей фрикционной теплостойкостью отличаются материалы Ретинакс А и Ретинакс Б. Согласно ГОСТ 10851—73 материал Ретинакс А можно успешно эксплуатировать в тормозах и муфтах при кратковременной поверхностной температуре до 1100° С, а Ретинакс Б — при поверхностной температуре до 700° С. Длительно действующая объемная температура для обоих материалов не должна превышать 300° С. Накладка дисковых тормозов из материала 145-40 выдерживает поверхностную температуру до 450—500° С и объемную до 200—250° С. Эластичные материалы ЭМ-1 и ЭМ-2 (ГОСТ 15960—79) применяют в узлах трения с поверхностной температурой до 200° С. Остальные материалы эксплуатируют при максимальных температурах поверхности трения в пределах 250—350° С.

Конструктивные макрогеометриче-ские параметры фрикционного соединения оказывают влияние на все основные характеристики теплового режима трения; распределение тепловых потоков, поверхностную температуру, температурный градиент и объемное распределение температур в телах трения. Конструкция влияет на общую генерацию теплоты через коэффициент трения, а через жесткость элементов трения — на равномерность генерации теплоты в пределах номинальной площади контакта.

Масса элементов трения и теплоот-дающий объем, размеры поверхности трения и теплоотдающей поверхности являются факторами, определяющими распространение теплоты в телах трения, поверхностную температуру и прочие характеристики температурного поля.

Фрикционно-износные характеристики материалов в натурном узле трения, которые определяются комплексом параметров, зависящих от режима работы и конструкции тормоза или муфты, могут несколько различаться. При этом обычно в натурном узле коэффициент трения и интенсивность изнашивания несколько меньше, чем показанные в табл. 4.10 и 4.11. Таким образом, использование этих показателей позволит иметь в реальной конструкции определенный коэффициент запаса по тормозному моменту и по сроку службы. По данным эксплуатации наибольшей фрикционной теплостойкостью отличаются материалы ретинакс А (код 06) и ретинакс Б (код 07). Согласно ГОСТ 10851—73 материал ретинакс А можно успешно эксплуатировать при кратковременной поверхностной температуре до 1100°С, а ретинакс Б — до 700 °С. Длительно действующая объемная температура для обоих материалов не должна превышать 300 °С. Накладки дисковых тормозов из материалов Т-266 (код 14), 145-40 (66), 358-40 (94) выдерживают поверхностную температуру до 450—500 °С и длительно действующую объемную температуру до 200—250 °С. Эластичные материалы (коды 26, 27, 28, 44) применяют в узлах трения с поверхностной температурой до 200 °С. Прочие материалы применя-

Вводя среднюю поверхностную температуру 6S по формуле:

Задача цементации — получить высокую поверхностную твердость и износоустойчивость при вязкой сердцевине — не

на глубину слоя (а) и поверхностную твердость (б)

В цилиндрических передачах редукторов для компенсации неточности относительного осевого положения ширину шестерни, имеющую чаще всего более высокую поверхностную твердость зубьев, делают больше ширины колеса (см. с. 18).

В ц и л и н д р и ч е с к и х передачах редукторов для компенсации неточности относительного осевого положения колес ширину одного из них обычно делают больше ширины другого. Чаще всего шестерня имеет более высокую поверхностную твердость зубьев и чтобы избежать неравномерного изнашивания сопряженного колеса, шестерню выполняют такой ширины, что она перекрывает с обеих сторон зубчатый венец колеса. На увеличение ширины шестерни, кроме того,

относительного осевого положения колес ширину одного из них обычно делают больше ширины другого. Чаще всего шестерня имеет более высокую поверхностную твердость зубьев и, чтобы избежать неравномерного изнашивания сопряженного колеса, шестерню выполняют такой ширины, что она перекрывает с обеих сторон зубчатый венец колеса.

После предварительной обработки на металлорежущих станках поверхности коренных и шатунных шеек стальных валов вторично подвергают термической обработке (закалке и отпуску). Закалка проводится токами высокой частоты на специальных агрегатах, а низкотемпературный отпуск, осуществляемый для снятия напряжений, — в специальных печах конвейерного типа. Вторичная термическая обработка улучшает механические свойства стали, повышает поверхностную твердость и износостойкость шеек.

Объемную закалку во многих случаях заменяют поверхностными термическими и химико-термическими видами обработки, которые обеспечивают высокую поверхностную твердость (высокую контактную прочность) при сохранении вязкой сердцевины зуба (высокой изгибной прочности при ударных нагрузках).

Обезуглероживание может заметно влиять на эксплуатационные свойства стали и чугуна: уменьшать поверхностную твердость, стойкость к износу и предел усталости.

В автомобильной и тракторной промышленности, а также в станкостроении для зубчатых колес, валов и других деталей применяют стали 18ХГТ и 25ХГТ. Эти стали склонны к внутреннему окислению при газовой цементации, что снижает твердость цементованного слоя п предел выносливости, поэтому широко применяют сталь 25ХГМ, легированную молибденом. Молибден повышает прокали-ваемость слом, устраняет вредное влияние внутреннего окисления и обеспечивает максимальную поверхностную твердость.

Мартенситостареющие стали коррозионностойкие, поддаются упрочнению наклепом. Азотированием им можно придать высокую поверхностную твердость (HV 1000—1200). Вследствие высокой пластичности стали мало чувствительны к концентрации напряжений.

Наружным эвольвентным зубьям можно придать высокую поверхностную твердость термической или химико-термической обработкой.