15. Механизм действия смазок
Поверхность металлических тел является сосредоточением сил электрического поля, определяемого силовым полем поверхностных молекул. Эти силы могут действовать на расстояние до 20000А от поверхности. Углеводороды, типа минеральных масел, относятся к классу неполярных и не обладают физико-химической энергией активации, т.е. аналогичным электромагнитным полем своих молекул, достаточным для нейтрализации поверхностных сил на металлической поверхности. Поэтому такие смазки легко выдавливаются из зоны трения при увеличении нагрузки выше определенного уровня.
Добавка в минеральное масло поверхностно-активных веществ типа глицерина, олсиновой кислоты, приводит к возникновению адсорбционной пленки. Это вызвано тем, что такие вещества содержат длинную углеводородную цепочку (СН2) и полярную группу (ОН, СООН, СООК и др.). Молекулы смазки своими активными концами сцепляются с поверхностью металла, занимая перпендикулярное к ней положение (см. рисунок).
При обработке металла слой молекул отклоняется в сторону движения контактной поверхности, и в то же время, продолжая прочно держаться активными концами за металл. На концах молекул происходит их отрыв, и образуются смещающиеся слои, по которым происходит скольжение.
16. Методы экспериментального определения коэффициента трения при обработке мателлов давлением
Все экспериментальные методы измерения среднего коэффициента трения исходят из условия скольжения металла по инструменту. Рассмотрим наиболее простые.
1. Метод конических бойков (предложен акад. Губкиным С.И.) (рис. 16).
Если
,
то поверхностные участки образца
затормаживаются на контактной поверхности
и боковая поверхность получает выпуклую
форму.
Если
,
то поверхность остается цилиндрической,
но тогда
,
(16.1)
2. Метод клещевого захвата (рис. 16.2).
Составляем уравнение равновесия.
,
(16.2)
,
(16.3)
Рис. 16.2. Схема
метода клещевого захвата.
Заключение
Глубокое понимание физико-химических явлений в металлах, сопутствующих процессу обработки металлов давлением позволяет выбрать оптимальный технологический вариант, при котором свойства полученной детали будут наилучшими.
Вероятно, наиболее характерным свойством металла является пластичность, или способность претерпевать большую деформацию без разрушения.
Прогресс в технике выдвигает перед обработкой металлов давлением новые задачи. Если в настоящее время обрабатываются металлы, обладающие достаточно высокой пластичностью, достигаемой в основном за счет нагрева, то новая техника требует умения обработки хрупких и малопластичных металлов и сплавов.
Эти задачи могут быть решены лишь с учетом физических явлений, происходящих в тонкой структуре кристаллического вещества и физических явлений на молекулярном и атомном уровне.