1 Вариант.

В зависимости от условий протекания фреттинг-коррозии непосредственному разрушению поверхности может предшествовать ее окисление и образование на ней химических соединений в результате повышенной активности атомов пластически деформируемой кристаллической решетки.

2 Вариант.

По другому варианту процесс в начальной фазе следующий: перемещение и деформация поверхностей под действием переменных касательных напряжений происходит разрушение окисных и других пленок, обнажение чистого металла и местами схватывание, разрушение очагов схватывания и адсорбция ( поглощение) кислорода на обнаженных участках.

Механизм изнашивания при фреттинг-коррозии в упрощенном виде следующий. Первоначальное контактирование происходит в отдельных точках поверхности металла. При вибрации окисные пленки в зоне фактического контакта разрушаются, образуя небольшие каверны, заполненные окисными пленками. Эти каверны постепенно увеличиваются в размерах и сливаются в одну большую каверну. В ней повышается давление окисленных частиц металла, т. к. окислению металла сопутствует увеличение его объема, а затем на поверхности образуются трещины. Некоторые трещины сливаются и происходит откалывание отдельных объемов металла. Окисленные частицы металла производит абразивное воздействие, в то же время, в результате повышенного давления и сил трения частиц окислов, повышается температура и происходит образование белых твердых нетравящихся структур в отколовшихся частицах и на поверхности каверн. Твердость окислов металлов, как правило, больше твердости чистых металлов.

C увеличением давления, а в особенности амплитуды относительных смещений, скорость изнашивания при фреттинг-коррозии возрастает. Этот рост при повышении давления обусловлен увеличением площади контакта, поражаемой коррозией. Повышение частоты перемещений ускоряет изнашивание, но начиная с некоторой частоты, снижается активность факторов протекающих во времени ( окислительные процессы, наклеп и др. ) и рост скорости изнашивания уменьшается.

Методы борьбы с фреттинг- коррозией

Универсальных методов борьбы с фреттинг-коррозией пока не найдено, но для борьбы с ней следует:

1. уменьшить микросмещения;

2. увеличить силы трения;

3. сосредоточить скольжения в промежуточной среде.

Уменьшить относительные микросмещения можно путем придания деталям соответствующих конфигураций или посредствам повышения силы трения. Так применение двойных конических ступиц взамен цилиндрических не только повышает предел выносливости валов и осей, но и уменьшает проскальзывание, т.е. фактор, способствующий появлению фреттинг-коррозии.

Другим примером служит повышение давления в реальных узлах трения, приводящее к уменьшению проскальзывания в прессовом соединении вала и втулки: исследования показали, что при рабочей шейке вала ø75мм, базе испытаний 10⁷ циклов и разных натягах роликового подшипника повреждения прекращались при натягах 30мкм и более при нагрузке 12 кН. Таким образом, повышение натяга может в значительной мере уменьшать повреждения от фреттинг-коррозии.

Силы трения можно увеличить путем повышения коэффициента трения за счет увеличения шероховатости поверхности. Шероховатость поверхностей может длительно влиять на коэффициент трения, если один из элементов пары не является металлом. Другой метод увеличения силы трения состоит в нанесении на поверхность электролитического слоя меди, олова, кадмия и др. Сила трения возрастает за счет повышения фактической площади контакта сопрягаемых деталей. Так, кадмирование вкладышей, болтов и др. деталей для защиты от коррозии и фреттинг-коррозии широко распространено и в автомобильной промышленности. Однако при значительных микросмещениях (вибрация)эти покрытия сами подвергаются фреттинг-коррозии и быстро изнашиваются.

Если исключить вибрацию невозможно, то напрашиваются пути ослабления повреждения поверхностей в виде снижения силы трения или переноса скольжения в промежуточную среду (парадоксальное решение защиты танков применением динамической защиты). Для снижения удельной силы трения достаточно понизить давление или уменьшить коэффициент трения. В условиях фреттинг-коррозии обычные смазочные материалы не влияют на коэффициент трения, т.к. граничная пленка в процессе работы не пополняется и быстро разрушается. В качестве смазочных материалов применяют молибденит в виде порошка или пасты, свинцовые белила или их смесь с M_оS₂.

Фосфатированноя поверхность, обработанная водной эмульсией масла или покрытая парафином, уменьшает силы трения. Хорошую сопротивляемость фреттинг-коррозии оказывают пары сталь-полиамиды или полихлорвинилы, действенным средством могут стать резиновые прокладки. Наконец, уменьшить повреждения от фреттинг-коррозии можно, повышая твердость одной детали. При увеличении твердости стали уменьшается взаимное внедрение, что снижает интенсивность изнашивания, а кроме того, продукты износа меньше по размерам и их абразивное действие слабее.

Закалка и азотирование полезны, а хромирование не предотвращает и не уменьшает повреждения из-за высокой твердости окисла хрома.

Коррозия рабочих поверхностей деталей у неработающих двигателей снижает износостойкость пар трения по следующим причинам:

1. у неработающих пар ухудшается качество поверхности и после пуска двигателя снова начинается приработка;

2. продукты коррозии действуют как абразив;

3. срабатывание продуктов коррозии, происходящее за малое время, сопряжено с быстрым изменением линейных размеров детали в неблагоприятную сторону.