Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

К ВОПРОСУ ПРИМЕНИМОСТИ РАСЧЕТНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗНОСУ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ПОСЛЕ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Введение. В данной статье рассмотрены вопросы применимости расчетного метода оценки сопротивления износу для деталей из серого чугуна после термодиффузионного упрочнения. Целью работы является проверка применимости расчетной модели для определения интенсивности изнашивания в случае переменной твердости поверхностного слоя.

Материалы и методы исследования. В качестве модели используется зависимость интенсивности изнашивания для контакта двух дисков фрикционной передачи. Расчетное определение параметров изнашивания выполнено для двух вариантов: контакт стального диска и диска из серого чугуна с упрочненным слоем и контакт стального диска и диска из закаленного высокопрочного чугуна. Делается допущение, что в зоне контакта сформирована шероховатость, соответствующая приработанной поверхности. Экспериментальная проверка полученных результатов выполнялась посредством определения удельной работы абразивного износа для серого чугуна с упрочненным слоем и высокопрочного закаленного чугуна.

Результаты. В ходе проведенных расчетов установлено, что износостойкость деталей из серого чугуна с упрочненным слоем сопоставима с высокопрочным чугуном после закалки. Результаты экспериментальной проверки подтвердили справедливость расчетов, т.к. значения параметров износостойкости, полученные расчетным и экспериментальным путем, хорошо согласуются между собой. Таким образом, возможность использования расчетной методики оценки износостойкости для рассматриваемого случая можно считать доказанной, а, следовательно, ее можно использовать при проектных расчетах узлов трения, содержащих детали из серого чугуна с упрочненным слоем.

Обсуждение и заключение. Рассматриваемый способ поверхностного упрочнения необходимо применять в зависимости от особенностей эксплуатации узла трения. В том случае, когда допускаемые значения износа изменяются в широких пределах (например, тормоза, сцепление и т.д.) имеет смысл не подвергать поверхностный слой механической обработке, чтобы формирование оптимальных параметров поверхностей трения происходило естественным путем, в противном случае нужно удалять припуск. Использование расчетного метода определения сопротивления слоя износу, позволяет определить конкретные значения припуска, который необходимо удалять.

Ключевые слова

Об авторах

Овсянников Виктор Евгеньевич – кандидат технических наук, доцент кафедры «Инноватика и менеджмент качества».

640020, Курган, ул. Советская 63, стр. 4

Васильев Валерий Иванович – доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобильный транспорт и автосервис».

640020, Курган, ул. Советская 63, стр. 4

Список литературы

1. Майоров В.С., Майоров С.В. Закалка чугунных деталей излучением твердотелого лазера // Металловедение и термическая обработка металлов. 2009. №3. С. 6-8.

2. Криштал М.А. Механизм диффузии в железных сплавах. М.: Металлургия, 1972. 400 с.

3. Поветкин В.В., Ковенский И.М. Структура электролитических покрытий. М.: Металлургия, 1989. 136 с.

Читать еще:  Изделия из листовой нержавеющей стали на заказ по чертежам.

4. Эдигаров В.Р., Алимбаева Б.Ш., Перков П.С. Комбинированная электромеханоультразвуковая обработка поверхностных слоев деталей машин // Вестник СибАДИ. 2017. № 2(54). С. 42-47. DOI:10.26518/2071-7296-20172(54)-42-47

5. Коротаев Д.Н., Иванова Е.В. Особенности формирования функциональных покрытий при электроискровом модифицировании металлических материалов // Вестник СибАДИ. 2017. № 3(55). С. 62-68. DOI:10.26518/20717296-2017-3(55)-62-68

6. Nisitani H., Tanaka S., Todaka T. Relation between microcrack and coaxing effect of aged 0,15% С steels after quenching at law temperatures // J. Soc. Mat. Sei Japan. 1980. №26. p.317

7. Cooper R.E., Rowlanel W.D., Beasley D. Atom. Weapons Res Estable//Atom Energy Auth Rept. 1971. -0,25/71. p. 32-36.

8. PlenardЕ Cast iron domping capacity, structure and property relation // Modern Castings. 1962. — V41/ P. 14-26.

9. Gilbert G.N. Variation of the microstructure of flakegraphite cast iron after stressing in tension and compression // BCJRA Journal. 1964. 1. P. 18-25.

10. Lampman S., Introduction to surface hardening of steels, ASM Handbook, Vol. 4, Heat Treating, ASM International, Materials Park, OH, pp. 259-267,. 1997. p.

11. Ruglic T., Flame hardening, ASM Handbook, Vol. 4, Heat Treating, ASM International, Materials Park, OH. pp.268-285, 1997.p.

12. John C. Ion, “Laser processing of Engineering Materials”,Elsevier ButterworthHeinemann, 2005. p.

13. Rana J, Goswami G L, Jha S K, Mishra P K, Prasad B V S SS, 2007, Experimental studies on the micro structure and hardness of laser – treated steel specimens, Optics and Laser Technology, 39, 385-393.

14. Гуревич Ю.Г., Овсянников В.Е., Фролов В.А. Влияние катализатора (железа) на взаимодействие оксидов с основой феррито-перлитного серого чугуна, обеспечивающее закалку и диффузионное легирование: монография. Курган: Изд-во КГУ, 2013. 102 с.

15. Износостойкость сопрягающихся деталей механического оборудования наземных транспортных систем / Н.В. Асеев, Е.Н. Асеева, Э.Ф. Крейчи, М.М. Матлин. Волгоград: ВолгГТУ, 2000. 99 с.

16. Мур Д. Основы и применения трибоники. М.: Мир, 1978. 488 с.

17. Суслов, А. Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей / А. Г. Суслов; Брян. ин-т трансп. машиностроения. М.: Машиностроение, 1987. 208 с.

18. Хайнике Г. Трибохимия. М.: Мир, 1987. 584 с.

19. Крагельский И.В. Трениеиизнос. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

20. Vasiliev V.I., Ovsyannikov V.E., Nekrasov R. Yu. Determination of quenching modes after thermodiffusionhardeninig of parts from gray cast iron. // Proceeding of international conference actual issues of mechanical engineering (AIME, 2017), AER-Advances in Engineering Research, B.133 p.537-542.

Читать еще:  Кровельные материалы из тонколистовой стали с полимерными покрытиями

Для цитирования:

Овсянников В.Е., Васильев В.И. К ВОПРОСУ ПРИМЕНИМОСТИ РАСЧЕТНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗНОСУ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ПОСЛЕ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ. Научный рецензируемый журнал «Вестник СибАДИ». 2018;15(3):412-420. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-3-412-420

For citation:

Ovsyannikov V.E., Vasilyev V.I. QUESTION OF APPLICABILITY OF THE CALCULATION ASSESSMENT METHOD OF RESISTANCE FOR DETAILS AFTER THERMAL DIFFUSION HARDENING. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2018;15(3):412-420. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-3-412-420


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Диффузионная металлизация деталей судна

Диффузионная металлизация — насыщение поверхностного слоя детали каким-либо элементом для придания поверхности определенных свойств. Наиболее распространены следующие виды диффузионной металлизации:

  • алитирование — насыщение алюминием для повышения жаростойкости;
  • хромирование — насыщение хромом для повышения коррозионной стойкости, жаростойкости, твердости и износостойкости;
  • силицирование — насыщение кремнием для повышения коррозионной стойкости и кислотостойкое;
  • сульфидирование — насыщение серой для повышения противозадирных свойств и износостойкости;
  • фосфатирование — насыщение фосфором для улучшения прирабатываемости и износостойкости.

Контейнеровоз Alasa
Источник: www.shipspotting.com

Насыщение производят на глубину 0,3—0,9 мм, выдерживая нагретую деталь (в среднем до температуры 500— 600°С) в соответствующей среде в течение определенного времени (нескольких часов).

В последнее время применяют комплексные термохимические методы обработки деталей:

  • сульфоцианирование;
  • хромосилицирование (насыщение хромом и кремнием);
  • боросилицирование;
  • корбоборирование (насыщение углеродом и бором);
  • хромоазотирование и др.

Такие покрытия обладают большой поверхностной твердостью и высокой износостойкостью.

Появились новые способы термохимической обработки:

  • ионные;
  • энерговыделяющими пастами.

Первые способы основаны на наибольшей активности газа, которая проявляется в ионизированном состоянии, — ионное азотирование, ионное цементирование и т. д. Ионную термохимическую обработку производят в герметически закрытой камере в атмосфере тлеющего дугового или искрового разряда.

Суть ионных способов можно проследить, например, на ионном азотировании. Деталь помещают в камеру, из которой откачивают воздух. Камеру заполняют газообразным аммиаком и производят электрический разряд. В данном случае электроды являются анодом, а деталь — катодом. Аммиак диссоциирует, распадаясь на ионы азота и водорода. Электрическое поле разгоняет их, ионы начинают бомбардировать поверхность детали Методы упрочнения и повышения долговечности деталей , и азот быстро насыщает поверхностные слои.

Контейнеровоз Aurora, Северное море
Источник: www.shipspotting.com

При втором способе деталь покрывают энерговыделяющей пастой, которую поджигают. При горении пасты поверхность детали сильно разогревается (до 600—800°С), а датирующие элементы, содержащиеся в пасте, проникают в верхние слои детали. Через 2—3 мин обгоревшую деталь погружают в воду для охлаждения.

Читать еще:  Относительная молярная и молекулярная массы вещества. Молярный объем вещества

С помощью энерговыделяющих веществ в судовых условиях можно производить:

  • алитирование;
  • борирование;
  • корбонитрирование и другие виды термохимической обработки.

Термодиффузия

Суть химического процесса термодиффузии выражается в том, что используется свойство отрицательных значений окислительно-восстановительных потенциалов пары Zn 2+ /Zn . То есть цинк в таком виде покрытия защищает сталь электрохимически, анодно, то есть в случае воздействия агрессивных и просто неблагоприятных для железа в составе стали сред сначала «страдает» цинк. Но процесс это медленный, и сталь успеет прослужить очень долгое время, которое будет зависеть от глубины проникновения атомов цинка в кристаллическую структуру стали или других подвергнувшихся термодиффузионной оцинковке металлов. Химически это выглядит как образование на поверхностях металлических изделий так называемого интерметаллида со сложной фазовой структурой с большим процентом содержания металлического цинка.

Технологически же процесс покрытия металлов цинком и его термодиффузии осуществлялся в герметично закрытом контейнере с поддержанием в нём постоянной температуры порядка 300-450⁰С. Такой температурный разброс зависит от марки стали, покрываемой цинком, типа и конфигурации стальных изделий, а также от тех требований, которые предъявлялись к оцинковке заказчиками. Достаточно сказать, что за годы монопольного производства Англией оцинкованных изделий полученный металлургической промышленностью доход составил такие суммы, которые помогли пережить отрасли разразившийся в конце 20 годов мировой экономический кризис.

Технология термодиффузионного покрытия цинком позволила с помощью заранее заданной в процессе температуры и времени регулировать глубину диффузного проникновения защитного цинкового слоя в металл. Этот слой формируется порошком из цинконасыщенной смеси. Детали, подлежащие покрытию цинком, и эта смесь загружаются в специальной формы термостойкий контейнер, а уже он помещается в большую муфельную печь.

Преимущества термообработки

Термообработка стали – это технологический процесс, который стал обязательным этапом получения комплектов деталей из стали и сплавов с заданными качествами. Этого позволяет добиться большое разнообразие режимов и способов термического воздействия. Термообработку используют не только применительно к сталям, но и к цветным металлам и сплавам на их основе.

Стали без термообработки используются лишь для возведения металлоконструкций и изготовления неответственных деталей, срок службы которых невелик. К ним не предъявляются дополнительные требования. Повседневная же эксплуатация наоборот диктует ужесточение требований, именно поэтому применение термообработки предпочтительно.

В термически необработанных сталях абразивный износ высок и пропорционален собственной твердости, которая зависит от состава химических элементов. Так, незакаленные матрицы штампов хорошо сочетаются при работе с калеными пуансонами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×