9.15. Износ, мкм, поверхности заготовки после различных видов обработки

Материал заготовки,сталь	После термообработки (ТО)	ТО + лазерная закалка	ТО + лазерная закалка с цианированием
40Х	56,2	41,4	35,1
У8А	44,2	37,0	23,2
У10А	42,0	34,1	22,4
ХВГ	30,6	25,6	19,3
Х12М	27,1	22,0	15,6

Переходная поверхность

Рис. 9.21. Схема упрочнениия галтелей валов

Рис. 9.22. Кривые усталости ступенчатых обраэцон из стали 45 в зависимости от вида упрочнения переходной поверхности вала:

1 - без упрочняющей обработки; 2 ~ упрочнение роликом;

3 - электромеханическое упрочнение; 4 - лазерное упрочнение

В общей проблеме трения и изнашивания фреттинг занимает особое место в связи с широким комплексом физико-химических явлений. Лазерная обработка может эффек­тивно повысить фреттингостойкость мест сопряжений деталей машины.

В табл. 9.16 приведены результаты влияния лазерного облучения на фреттинг-износ заготовок из сталей с различным содержанием углерода. Термоупрочнение проводили на установке «Квант-16». Режим обработки, энергия луча в импульсе 19 Дж, длитель­ность импульса 7 ... 10³ с, частота следования импульсов 1 Гц. Лазерная обработка во всех случаях приводит к уменьшению глубины повреждения, причем, чем больше про­центное содержание углерода в стали, тем больше эффект. Глубина фреттинг- повреждения заготовки из стали 30 уменьшалась в 2,4 раза, из стали 50 - в 1,5 раза, из стали 70 - в 3,6 раза, из стали У10 - в 4,6 раза.

9.16. Фреттинг-износ, мкм, после лазерной обработки заготовки из стали

Материал заготовки, сталь	А = 34 мкм, = 35 МПа		А = 34 мкм, =113 МПа		Л = 112 мкм, = 35 МПа		Л = 112 мкм, = 113 МПа
	до ЛО	после Л О	доЛО	после Л О	до ЛО	после ЛО		до ЛО	после ЛО
10	12	8,25	7,5	3,75	22	14,5		33	20,5
30	15	9,5	10	5,5	21,5	8,5		38,0	13,5
50	88	25	5	2,5	16	6,5		21	17
70	7,5	10,5	5,25	15	6	4,5		22	б
У10	15	3,25	18	6,25	6	2,5		23,5	10

Содержание углерода, %

Рис. 9.23. Зависимость минимальной глубины фреттинг-повреждений

от содержания углерода в стали:

А - 112 мкм; Р = 1,0 Я; а = 35 М1а; 7 - до J10; 2 - после J10

Содержание углерода, %

Рис. 9.24. Зависимость максимальной глубины фреттинг-повреждений от содержания углерода в стали:

А = 112 мкм; Р = 3,3 Я; о = 113 МПа; 1 - до ЛО; 2 - после ЛО

Увеличение амплитуды микроперемещений приводит к параболической зависимо­сти износа от содержания углерода в стали. Для исходной поверхности оптимум соот­ветствует стали с содержанием углерода 0,7 %. Лазерная обработка несколько смещает точку, соответствующую минимальному износу, в сторону уменьшения содержания уг­лерода в стали (до 0,5 - 0,6 %) (рис. 9.23). Лазерная обработка наиболее эффективна для сталей с содержанием углерода от 0,3 до 0,5 %. Износостойкость в этом случае возраста­ет в 4 - 5 раз. С ростом нагрузки в месте контакта повышение износостойкости проявля­ется еще существеннее для всех рассматриваемых сталей (рис. 9.24).