Студопедия — Фрикционные свойства композиции покрытие - инструментальный материал
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Фрикционные свойства композиции покрытие - инструментальный материал






 

Трение на контактных площадках передней и задней поверхностей инструмента является чрезвычайно сложным, стохастичным процессом, который во многом определяется кристаллохимическим строением материалов пары трения.

Известно, что интенсивность схватывания резко возрастает при трении металлов, имеющих аналогичное строение кристаллов. Например, для пары одноименных металлов с простой кубической решеткой сила трения возрастает и снижается при трении металлов с разным строением кристаллической решетки или металлов, имеющих гексагональную кристаллическую структуру.

Б. И. Костецкий рассматривает процесс схватывания при тре­нии кристаллических тел, имеющих несовершенное кристалличе­ское строение, как диффузионный процесс с образованием метал­лических связей в местах фактического контакта контактирую­щих металлов. Согласно гипотезе, выдвинутой А. П. Семеновым, для возник­новения схватывания между металлами кроме контакта чистых поверхностей металла необходимо достижение поверхностными атомами определенного для данного металла энергетического со­стояния (энергетический порог схватывания). При температуре, меньшей температурного порога рекристаллизации, схватывание является единственным механизмом получения прочного соедине­ния между поверхностями, находящимися в контакте. При тем­пературе большей порога рекристаллизации процесс схватывания сопровождается диффузией, роль которой усиливается с повы­шением температуры и длительности контакта под давле­нием.

С учетом идентичности законов трения и адгезии наиболее простым и надежным методом оценки склонности к схватыванию инструментального и обрабаты­ваемого материалов является кинетическая сила трения FK.

Установлены следую­щие обобщенные закономерности.

Статистическое значение силы трения FK, ампли­туда Ар и частота vf ее колебаний практически не зависят от типа и свойств инструментального материала, а опре­деляются составом и свойствами покрытия. В частности, значе­ния параметров FK, Ар, vf определяются не только составом покрытия, но и его структурой, микрорельефом поверхности. Например, у образцов из ВК6-TiC ДТ, имеющих большую шероховатость, дефектность кристаллического строения, макси­мальные значения параметров FK, AF, vf. Суще­ственное снижение характеристик трения обеспечивают образцы с покрытиями, нанесенными ме­тодом КИБ, которые имеют по­верхностную структуру сгла­женных, плотно-упакованных кристаллов, а также образцы с композиционными покрытиями TiC-TiCN-TiN с мелкозернистой поверхностной структурой и меньшей шероховатостью, чем у образцов с покрытиями TiC, получаемыми методами ДТ и ГТ.

Нанесение покрытий на инструментальные материалы позво­ляет значительно снизить силу трения, причем этот эффект усили­вается как для наиболее термодинамически устойчивых покрытий в виде оксидов некоторых металлов, так и для покрытий, имеющих гетерофазные структуры и склонных к диссоциации при температуре, соответствующей температуре эксперимента (600-700°С). В частности, наибольшее снижение силы Р наблюдали для покрытий А12О3, а также нитридов тугоплавких металлов VI груп­пы (MoN, CrN).

Зависимость кинетической силы трения от температуры носит экстремальный характер при трении образцов из инструменталь­ных материалов с покрытием по конструкционным сталям, что можно интерпретировать следующим образом. Интенсивность схватывания определяется числом активных цен­тров NT, образующихся на единице площади контакта, и факти­ческой площадью контакта F, которая зависит от размера микро­неровностей, модуля упругости контактируемых пар трения, нормального напряжения, энергии термической активации, ча­стоты собственных колебаний валентных атомов и т. д.

С ростом температуры увеличивается частота собственных колебаний валентных атомов, растет пластичность материала и снижается его сопротивляемость пластическому деформированию, что приводит к увеличению активных центров и площади факти­ческого контакта. Кроме того, рост температуры инициирует процессы разрушения адсорбционных пленок, что способствует образованию химически чистых («ювенильных») поверхностей. Это является необходимым условием схватывания. Описанные процессы увеличивают интенсивность трения с ростом темпера­туры. Однако дальнейшее увеличение температуры приводит как к разупрочнению «узлов» схватывания, так и сильному окислению трущихся поверхностей. Это вызывает снижение силы трения при дальнейшем росте температуры.

Сила трения FK, ее амплитуда AF и частота vf могут служить критериями аттестации состава и свойств покрытия в паре трения. На основании аттестации покрытий по FK, AF и vf можно отме­тить, что для конструкционных сталей максимальное снижение склонности к схватыванию с быстрорежущей сталью и твердыми сплавами обеспечивают покрытия TiC-A12O3 (композиционное), TiC-TiCN-TiN (много-компонентное), получаемые методом хими­ческого осаждения покрытий, а также (Zr-Ti-Сг) N и (Nb-Zr)N (многоэлементные). Для жаропрочных сплавов на железохромоникелевой основе максимальное снижение параметров Fv, AF, vf в парах трения обеспечивают покрытия (Nb-Zr)N и (Ti-Hf-Cr)N (многоэлементные).

В связи с большим различием условий контактирования при трении скольжения и трении при реальном резании, особенно когда формируется нарост, не может быть полной аналогии ре­зультатов, полученных при моделировании и в условиях реального процесса резания. Однако, при необходимости аттестации большого числа покрытий различных типов с целью оптимизации состава и условий их получения использование методики их оценки по силе трения Рк может) дать вполне удовлетворительные резуль­таты.







Дата добавления: 2015-08-30; просмотров: 574. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Ситуация 26. ПРОВЕРЕНО МИНЗДРАВОМ   Станислав Свердлов закончил российско-американский факультет менеджмента Томского государственного университета...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Характерные черты немецкой классической философии 1. Особое понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Классические немецкие философы полагали, что философия призвана быть критической совестью культуры, «душой» культуры. 2. Исследовались не только человеческая...

Тактика действий нарядов полиции по предупреждению и пресечению правонарушений при проведении массовых мероприятий К особенностям проведения массовых мероприятий и факторам, влияющим на охрану общественного порядка и обеспечение общественной безопасности, можно отнести значительное количество субъектов, принимающих участие в их подготовке и проведении...

Тактические действия нарядов полиции по предупреждению и пресечению групповых нарушений общественного порядка и массовых беспорядков В целях предупреждения разрастания групповых нарушений общественного порядка (далееГНОП) в массовые беспорядки подразделения (наряды) полиции осуществляют следующие мероприятия...

Механизм действия гормонов а) Цитозольный механизм действия гормонов. По цитозольному механизму действуют гормоны 1 группы...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия