37. Износостойкость
Изнашивание – процесс постепенного изменения размеров, тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и (или) его остаточной деформации.
Различают три вида изнашивания:
Механическое (определяется явлениями
. чисто механического порядка - резанием, выл////////////////////////////.амыванием частиц, пласти69?/*;[A[ческим деформированием), P;’/
Молекулярно-механическое (определяется явлением молекулярного сцепления материалов на отдельных участках сопряженных поверхностей с последующим механическим разрушением образовавшихся связей),
Коррозионно-механическое (определяется явлением химического взаимодействия среды с материалами трущихся тел с механическим удалением продуктов взаимодействия).
Наиболее распространено механическое изнашивание. Разновидностями его являются абразивное, гидроабразивное, эрозионное, усталостное и кавитационное изнашивание.
Большое влияние на износостойкость при изнашивании всех видов оказывает микрогеометрия поверхности.
Для деталей, работающих на износ, существует оптимальный параметр шероховатости, при котором износостойкость наибольшая.
Зависимость износа Q от шероховатости поверхности
для более трудных (1) и менее трудных (2) условий трения.
В области, лежащей слева от оптимального параметра шероховатости, преобладает молекулярное схватывание, а в области, лежащей справа, преобладает механическое взаимодействие.
Большинство методов ППД не только снижает параметр шероховатости в 5—10 раз, но и создает благоприятную для износостойкости форму микронеровностей, которая ближе, чем при других методах окончательной обработки, к форме микронеровностей, образующихся после приработки. Это повышает износостойкость и сокращает период приработки.
I - приработка, характеризующая относительно высокой скоростью изнашивания;
II - нормальная работа, характеризующаяся медленным ростом износа;
III - зона катастрофического износа в любой момент возможна поломка
Большое влияние на износостойкость оказывают твердость поверхности, микроструктура, состав металла. Износостойкость сталей прямо пропорциональна их истирающей способности, которая связана непосредственно с твердостью.
Обработка деталей ППД увеличивает поверхностную твердость до 40—70 %, в результате чего практически во всех случаях повышается износостойкость.
Материал |
Метод окончательной обработки |
Износ после приработки, мм |
Длительность приработки, мин |
Интенсивность установившегося изнашивания I·106, мкм/м |
Сталь 45 нормализованная, НВ 180 |
Шлифование Полирование Алмазное выглаживание |
10 3 2,5 |
100 70 60 |
36 34 24 |
Сталь 45 закаленная, HRC 56 |
Шлифование Полирование Алмазное выглаживание |
7 3 2,5 |
130 80 70 |
80 70 24 |
Сталь 40Х закаленная, HRC 58 |
Шлифование Алмазное выглаживание |
3 2 |
130 120 |
45 19 |
Сталь 18ХГТ цементованная, HRC 61 |
Шлифование Алмазное выглаживание |
3 2 |
120 80 |
40 25 |
Сталь 12X2H4A цементованная, HRC 61 |
Шлифование Алмазное выглаживание |
3,5 2.5 |
170 70 |
70 25 |
Обкатывание роликами деталей, раскатывание деталей шариковым дорном и алмазное выглаживание обеспечивают повышение износостойкости по сравнению со шлифованием в 1,5—2,5 раза, а по сравнению с полированием — в 1,3—1,6 раза (при одинаковой шероховатости поверхности).
Аналогичные результаты по увеличению износостойкости достигаются при обработке почти всеми методами ППД, кроме некоторых ударных, когда шероховатость поверхности увеличивается (обработка дробью, чеканка).