4.3 Виды изнашивания

Изнашиванием называется процесс отделения материала с поверхности твердого тела и (или) увеличения его остаточной деформации трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.

Изнашивание обычно подразделяется на две группы: механическое - вследствие механического взаимодействия, и коррозионно-механическое - в результате механического взаимодействия, сопровождаемого химическим и (или) электрическим взаимодействием материала со средой.

4.3.1 Механическое изнашивание

Механическое изнашивание включает следующие виды: абразивное, гидроабразивное, газоабразивное, гидроэрозионное, газоэрозионное, электроэрозионное, кавитационное, усталостное, адгезионное, изнашивание при фреттинге и др.

4.3.1.1 Абразивное изнашивание

Абразивное изнашивание - такое изнашивание поверхности детали, которое происходит в результате режущего или царапающего действия

твердых тел или частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии. При этом изнашивании материал удаляется с изнашиваемой поверхности в виде очень мелкой стружки или в виде фрагментов ранее деформированного поверхностного слоя при пластически деформированной царапине, или в виде осколков, хрупко отделяющихся при однократном или многократном воздействиях.

Абразивные частицы могут попасть на поверхности трения из продуктов износа, вместе с пылью, топливом или смазкой, внедриться в поверхность при обработке ее абразивным инструментом. В роли абразива выступают также отделившиеся частицы рабочих поверхностей. Основным источником попадания абразива является воздух. В одном кубическом метре воздуха содержится от 0,04 до 5 г пыли, на 60 - 80% состоящей из взвешенных частиц минералов, имеющих размеры от 5 до 20 мкм, т.е. соизмеримых с зазорами в сопряжениях. Основные составляющие пыли: двуокись кремния SiO₂, окись железа Ре₂О₃ и соединения алюминия, кальция, магния, натрия. Частицы могут обладать высокой твердостью, превышающей твердость рабочих поверхностей большинства деталей,

Интенсивность абразивного изнашивания прямо пропорциональна твердости абразива Н_а и обратно пропорциональна твердости металла Н_мет:

- при Н_а < 0,7-1 Н_мет износ незначительный;

- Н_а > 1,3 - 1,7 Н_мет износостойкость не зависит от твердости абразива.

Скорость скольжения, не приводит к заметному нагреву

контакта, мало влияет на величину износа.

Абразивному изнашиванию подвержены очень многие детали: около 40 % деталей автомобилей имеют чисто абразивный износ и 50% - абразивный износ в сочетании с другими видами износа и разрушений поверхностного слоя. Особенно сильно ему подвержены детали двигателей автомобилей, работающих на стройках, в карьерах или часто передвигающихся колоннами по проселочным дорогам.

Среди методов повышения износостойкости при абразивном изнашивании можно назвать совершенство фильтрации воздуха и циркулирующей смазки, гальванические покрытия; анодирование; поверхностное насыщение (цементация, цианирование, азотирование); кокильные отливки; закалку; упрочнение, напыление (в том числе керамики).