56. Технологические методы повышения износостойкости деталей узлов трения.

Технологические методы повышения износостойкости направлены на создание поверхностей трения, структура и свойства которых обеспечивают минимальный износ и невозможность схватывания пар трения.

Выбор вида обработки и шероховатости поверхности трения делают, имея в виду следующее. Независимо от исходной шероховатости поверхности трения, к концу приработки устанавливается равновесная длительно сохраняющаяся шероховатость, характерная для данной пары трения. Финишную операцию обработки назначают так, чтобы шероховатость поверхности трения была близка к равновесной. Если она отличается от равновесной, по крайней мере, на два класса, независимо от того, в какую сторону — чище или грубее, износостойкость пары существенно снижается. Грубошероховатые поверхности трения контактируют на малых площадках, где локализуются высокие давления. Это увеличивает износ и вероятность схватывания. Гладкие поверхности, как правило, плохо адсорбируют смазку и склонны к заеданию.

На эксплуатационные свойства пар трения влияет направление следов обработки поверхностей трения. Для граничного трения установлены следующие закономерности. Наименьший износ имеет место для поверхностей с малой шероховатостью — когда направления следов обработки и движения взаимно перпендикулярны, для грубошероховатых поверхностей — когда эти направления совпадают. Наименьший коэффициент трения наблюдается, если следы обработки на поверхностях трения расположены под углом друг к другу, наибольший — когда они параллельны и направлены перпендикулярно движению.

Влияние волнистости на работоспособность пары трения неоднозначно. Во-первых, для контакта волнистых поверхностей характерна концентрация напряжений на малых площадках. Поэтому несмазанные волнистые поверхности трения более склонны к схватыванию, чем плоские. Во-вторых, на волнистых поверхностях во впадинах между волнами лучше удерживаются смазочные материалы. Кроме того, волнистость ухудшает работоспособность узлов качения, увеличивая вибрацию. При скольжении смазанные волнистые поверхности трения работают лучше гладких.

Специальные технологии обработки поверхностей трения предусматривают пластическую деформацию деталей без снятия стружки. Это — обработка дробью, накатывание роликом, алмазным инструментом и др. В результате происходит: 1) выглаживание микронеровностей, 2) пластическая деформация и упрочнение поверхностного слоя, 3) “залечивание” микротрещин и других поверхностных дефектов, инициирующих разрушение поверхности трения.

Покрытие - адгезионно связанный с поверхностью тела тонкий слой материала, отличающегося от материала тела. Нанесение покрытий на поверхности трения позволяет решить две группы задач: реализовать в паре трения положительный градиент механических свойств и повысить надежность пар при жестких режимах эксплуатации.

В триботехнике используют метод фрикционного меднения, латунирования и бронзирования стальных деталей. Он основан на явлении переноса меди при трении. Ранее упоминался ротапринтный метод смазывания, с помощью которого малое количество твердого смазочного материала подается в зону трения, образуя на поверхности трения пленку графита, фторопласта, МоS₂.

Химико-термическая обработка поверхностей трения металлических деталей состоит в тепловой обработке деталей в химически активных средах приповышенных температурах. Ее осуществляют с целью изменения химического состава и свойств поверхностного слоя. Основными видами химико-термической обработки являются оксидирование, фосфатирование, цементация, азотирование, процессы диффузионной металлизации.

Оксидирование - искусственное образование оксидной пленки на поверхности металлических деталей.

Фосфатирование - химический процесс образования на поверхности стальных, алюминиевых и цинковых изделий тонкого слоя фосфорнокислых солей.