Разработка технологии повышения износостойкости деталей машин с помощью контроля и управления состоянием и структурой поверхности электрохимическим методом

• Автор: Космынина Мирослава
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 226 с. : ил.

Глава 1. Современное состояние вопроса повышения износостойкости деталей машин. Цель и задачи исследований. Материалы и методика их исследования

1.1. Современное состояние вопроса

1.2. Связь износостойкости с электрическими

параметрами зоны трения

1.2.1. Связь износостойкости с электродным потенциалом

1.3.Цель исследования

1.4. Материалы и методы исследования

Г.4.1. Обоснование выбора материалов

1.4.2. Исследования структуры и свойств материалов

1.4.3. Методы испытания на износ

Выводы
Глава 2. Определение совместного параметра механической> и физико-химической систем металла, нагруженного механически с трением
2.1. Образование пассивирующих слоев металла
2.2. Влияние химического состава сплава на основе железа
на поверхностную активность
2.3. Зависимость между механическими и физико-химическими
параметрами металл а, нагруженного механически с трением
Выводы
Глава 3. Повышение износостойкости стальной основы многофункциональным покрытием
3.1. Постановка задачи и известные решения
3.2. Принципы формир ования однослойных и полислойных композиционных покр'ытий
3.3. Термохимическая обработка (ТХО). Создание однородности

поверхности сталей
Ч* 3.4. Упрочнение стального основания монослоем композита

3.5. Повышение износостойкости путем управления
свойствами композита
3.5.1. Повышение износостойкости за счет улучшения механической прочности металла
3.5.2. Уменьшение наноса путем повышения коррозионной
стойкости стальной подложки
3:5.3. Уменьшение износа повышением трибологических
свойств металла
3.6. Технология повышения износостойкости измерительного инструмента
3.7.Предложения использования технологии конструирования
свойств металла
Выводы
Глава 4. Общие принципы управления структурой металла в зоне трения электрохимическим способом
4.1. Влияние механической нагрузки и внешней поляризации на процессы, протекающие в зоне трения
4.2. Распределение тока и потенциала в зоне стендового узла
трения
4.3. Основы выбора структур■; встраиваемых между сопряженными поверхностями, и среды для их образования
4.3:1. Общие положения
4.3.2. Восстановление Си. 2п. Бп из водных растворов
в стендовом узле трения
4.3.3. Восстановление. Си. 7_п, Бп из водорастворимых паст
4.3.4. Восстановление металлов Си. Ъп, Бп из электролитов
с масляной основой (безызносное трение)
4.3.5. Влияние скорости относительного движения сопряженных поверхностей на параметры образования компактных структур
4:4. Определение возможности сохранения создаваемых структур в условиях пассивирования металла
4.4.1. Характеристики оксидной плёнки
4.4.2. Исследование износа металла в условиях вращающейся летали
Выводы
Глава 5. Практическое применение результатов исследований
5.1. Способ облегчения механической обработки стальных деталей, упрочненных композиционным покрытием
5.2. Применение тонкослойного композиционного покрытия
в качестве промежуточного слоя
5.3. Образование защитных слоев при резании металлов
5.3.1 .Общая схема применения электрохимической защиты в процессах точения деталей
5.3.2. Модернизация жидкости СОЖ - Ъа.
применяемой в качестве электролита выделения 7х
5.3.3. Выделение Си и Бп в условиях резания
5.3.4. Преимущества применения электрохимической
ф; системы в условиях механической обработки точением
5.4. Выделение защитных металлов с использованием
обрабатывающего станка
5.5. Облегчение работы подшипников скольжения.
Создание условий безызносного трения
5.6. Экономический и экологический эффекты
от предложенных технологий
Общие выводы
Литература

скоростью, как показано на примере М-Р покрытия или разрушается, как показано на примере технически твердого хрома (рис.2.5).
На поперечных шлифах (рис.2.5а,в) видно, что нанесенный, слой хрома после испытания покрыт трещинами, местами разрушен и выкрошен и, естественно, что продукты разрушения; размельчаются; и попадают в зону трения. На рис.2.5; с показана, измененная; сверху, изношенная поверхность с участками остатков; хромового - покрытия; и оголенными; участками основного металла, т.е. наблюдается: неравномерный, износ покрытия; хотя для испытаний использовали однокомпонентный металл.
Более подробные исследования; износа с применением микроструктурного анализа и измерением твердости проводились после поверхностной лазерной обработки термически обработанной стали Р18.
Лазерная поверхностная обработка осуществлялась лазерным пучком диаметром 2,5 мм при мощности 1040 Вт, скорости перемещения; луча .7,47 мм/с в виде упрочняющих дорожек, нагруженных поверхностей деталей из стали с шагом 3 мм
На рис.2.6 представлена микроструктура и значение твердости по глубине после закалки: лазерным лучом. На микроструктуре отчетливо видны три зоны:, зона расплавления с твердостью около- НВ 1111; переходная, зона, в которой твердость снижается до НВ 800 и основная зона. Общая- глубина расплавленной, светлой- зоны достигает 1,5 мм, на самой; поверхности- видна, литая; структура металла, далее следует крупнозернистая зона. Переходная зона имеет большую травимость, и более мелкозернистую структуру. Высокая; твердость и; меньшая травимость. зоны плавления объясняется* большей: легированностью и гомогенностью аустенитно-мартенситного твердого раствора по,-сравнению- с переходной; и основной' зоной, структура которых соответствует мартенситной структуре с избыточными карбидами.
Проплавленная-лазером дорожка имеет шероховатую поверхность и облегчает распределение, и проникновение смазки в «междорожных» пространствах, служит местами: накопления продуктов износа, что, по-нашему мнению; должно - улучшить смазываемость узла- трения и уменьшить влияние на износ образующихся твердых частиц. Испытания на; износ показали увеличение износостойкости на 30%. Коэффициент трения-находится в пределах 0,4...0,6. Исследование износа, проведенное на