3 / 8
Анализ факторов, влияющих на выбор поверхностного слоя материала…
3
обработка снижает усталостный износ коррозионно-стойкой стали
в 1,3 раза по сравнению с необработанной поверхностью [7]. Повы-
шение усталостной прочности происходит также при лазерной тер-
мообработке. Для чугунов можно достичь повышения прочности в
1,5 раза по сравнению с необработанной поверхностью [8].
Высокая стойкость к усталостному износу характерна для по-
верхностей, упрочненных методами химико-термической обработки.
Поверхностную твердость конструкционных сталей, обработанных
таким методом, можно повысить до значений 7…17 ГПа [9].
Детали механизмов, работающие в экстремальных условиях, за-
частую подвержены интенсивному как абразивному, так и усталост-
ному износу, поэтому в некоторых случаях целесообразно сочетать
поверхностное упрочнение и нанесение антифрикционных покрытий.
Наиболее часто выходу из строя пар трения способствует адгезион-
ный износ, или износ при заедании («схватывании»). Он заключается
в том, что при локальном разогреве и пластической деформации кон-
тактирующих выступов разрушается защитная пленка и материалы
трущихся поверхностей свариваются в области контакта микровы-
ступов. «Схватывание» особо опасно для контакта двух твердых ма-
териалов. Для сталей и чугунов в условиях трения скольжения луч-
шим материалом сопряженной детали являются цветные металлы
и сплавы, имеющие в структуре мягкую составляющую, в качестве
которой могут служить включения олова, меди или свинца. Эти
металлы «схватываются» со сталью, но адгезионные связи разруша-
ются по менее прочным цветным металлам [10].
Следующим шагом к выбору материалов поверхностного слоя
деталей пар трения является определение условий смазки контакти-
рующих поверхностей. В зависимости от наличия на трущихся по-
верхностях смазывающей жидкости различают жидкостное, полу-
жидкостное, граничное и сухое виды трения. В условиях жидкостной
смазки, когда поверхности деталей разделены несущим гидродина-
мическим слоем, коэффициент трения минимален, а износ практиче-
ски отсутствует.
Когда поверхности трения разделены слоем смазки малой тол-
щины (менее 0,1 мкм), не превышающим высоты микронеровностей
поверхности, возникает граничное трение. В условиях граничного
трения для удержания смазки на поверхности контакта пар трения
возможно применение поверхностно-активных веществ. К ним отно-
сят соединения, содержащие карбоксильные группы, спирты, раз-
личные эфиры, смолы, сернистые соединения.
Если граничный слой разрушается, а нагрузка превышает силы
сцепления смазочного материала с рабочей поверхностью детали, то
в месте контакта возникают сухое трение и, как следствие, задиры,
заклинивания.