Возможности методов отделочно-упрочняющей обработки по управлению ПКПС для повышения износостойкости поверхностей.

Возможности методов отделочно-упрочняющей обработки по управлению ПКПС для повышения износостойкости поверхностей.

Таблица 1.

ПКПС	осаждение хим. реакцией	осаждение из паров
оксиди-рование	сульфидирование	фосфати-рование	нанесение упрочн смазочного материала	осаждение из газовой фазы	термич испарение тугоплавких соединений	катодно-ионная бомбардировка	прямое электронно лучевое испарение	реактивное электронно-лучевое испарение	электрохимическое испарение
Rmax						*
Rz						*
Ra						*
Sm						*
направление						+
Wz
Smw
Нμ					+	*	*	*	*	*
UH					+	*	*	*	*	*
hH					+	*	*	*	*	*
σ’ост	+					*	+	+	+	+
σ’’ост	+					*	+	+	+	+
σ’’’ост						*	?	?	?	?
Iз						*
pD						*
Сv						*
Iб						*
a, b, с						*
α, δ, γ						*
с(х)	*	*	*	*	*	*	*	*	*	*
с(ф)	*	*	*	*	*	*	*	*	*	*
σ12	+	+	+	*	?	?	?	?	?	?
θ	+	+	+	*	?	?	?	?	?	?
пористость	+

* - позволяет управлять в значительной степени; + - позволяет управлять незначительно; 0 – не позволяет управлять;? – информация о возможностях управления отсутствует;! – полное обновление параметров, для управления которыми требуются финишные методы обработки

продолжение табл. 1.

ПКПС

электролитическое осаждение

напыление износостойких соединений

хроми-рование

никели-рование

электоро-форез

никель-фосфоти-рование

бориро-вание

борхроми-рование

хром-фосфа-тирование

плазменное напыление порошковых материалов

детонационное напыление

электродуговое напыление

лазерное напыление

вихревое напыление

плакирование

индукц напыление порошковых материалов

электроконтактное припекание порошковых материалов

Rmax

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

Rz

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

Ra

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

Sm

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

направление

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

Wz

!

!

!

!

!

!

!

!

Smw

!

!

!

!

!

!

!

!

Нμ

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

UH

hH

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

σ’ост

+

+

+

+

+

+

σ’’ост

σ’’’ост

Iз

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

?

?

+

*

pD

Сv

Iб

*

*

*

*

*

*

*

a, b, с

*

*

*

*

*

*

*

+

+

+

+

+

+

+

+

α, δ, γ

*

*

*

*

*

*

*

+

+

+

+

+

+

+

+

с(х)

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

с(ф)

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

σ12

*

*

*

*

*

*

*

?

?

?

?

*

*

?

?

θ

*

*

*

*

*

*

*

?

?

?

?

*

*

?

?

пористость

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

продолжение табл. 1.

ПКПС

диффузионное насыщение

хим и физ- хим воздействие

борохро-мирование

бориро-вание

циани-рование

сульфо-циани-рование

диффуз хромирование

нитро-оксиди-рование

нитро-цемен-тация

карбо-нитра-ция

карбо-хроми-рование

азоти-рова-ние

хром-азоти-рование

хром-титани-рование

хром-силици-рование

электро-искровое легиро-вание

хим обработка

ионная имплантация

электро-фрикционная обработка

Rmax

*

Rz

*

Ra

*

Sm

*

направление

+

Wz

Smw

Нμ

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

UH

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

*

hH

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

σ’ост

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

?

+

σ’’ост

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

?

σ’’’ост

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

?

Iз

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

pD

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

Сv

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

Iб

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

a, b, с

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

*

α, δ, γ

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

*

с(х)

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

с(ф)

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

σ12

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

+

θ

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

+

пористость

продолжение табл. 1.

ПКПС

физ-термич обработка

электро-физич обработка

механическая обработка

наплавка легированным металлом

лазерная закалка

плазменная закалка

электро-импульсная обработка

электро-контактная обработка

ультро-звуковая обработка

упрочнение вибрацией

фрикционно-упрочняющая обработка

дробест-руйная обработка

обработка взрывом

термомеханическая

электромеханическая

газовым пламенем

электрической дугой

плазмой

лазерным лучом

самораспространяющимся высокотемпер синтезом

электрошлаковая наплавка

Rmax

+

+

*

*

?

+

!

*

!

!

!

!

!

Rz

+

+

*

*

?

+

!

*

!

!

!

!

!

Ra

+

+

*

*

?

+

!

*

!

!

!

!

!

Sm

+

+

*

*

?

+

!

*

!

!

!

!

!

направление

+

*

+

?

!

*

!

!

!

!

!

Wz

+

+

+

?

+

!

+

!

!

!

!

!

Smw

+

+

?

+

!

+

!

!

!

!

!

Нμ

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

UH

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

hH

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

σ’ост

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

σ’’ост

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

σ’’’ост

*

*

*

*

+

?

*

*

*

*

*

*

*

*

+

+

+

Iз

*

*

*

*

+

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

+

+

pD

*

*

*

*

+

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

+

Сv

*

*

*

*

+

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

+

Iб

*

*

*

*

+

?

*

*

*

*

*

*

*

*

+

+

+

a, b, с

*

*

*

?

+

*

*

*

*

*

*

+

+

α, δ, γ

*

*

*

+

+

*

*

*

*

*

*

*

+

+

с(х)

*

*

*

*

*

*

*

*

с(ф)

*

*

*

*

*

*

σ12

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

θ

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

пористость

+

продолжение табл. 1.

ПКПС

обработка в магнитном поле

мех обработка в электростатич поле

термообработка

упрочняющая обработка резанием

отделочно-упрочняющая обработка ППД

закалка

отпуск

улуч-шение

норма-лизация

закалка ТВЧ

закалка с обработкой холодом

темоцик-лирование

упрочн резание

упрочн шлифо-вание

сверхско-ростное резание

упрочн микро-резание

накаты-вание, обкатывание, раскатывание

выгла-живание

вибронакатывание и вибровыглаживание

калибрование, дорнование

Rmax

*

*

*

*

*

*

*

*

Rz

*

*

*

*

*

*

*

*

Ra

*

*

*

*

*

*

*

*

Sm

*

*

*

*

*

*

*

*

направление

*

*

*

+

*

*

*

*

Wz

*

*

*

*

*

*

*

*

Smw

*

*

*

+

*

*

*

*

Нμ

*

*

*

+

+

+

*

*

*

*

+

*

*

*

*

UH

*

*

*

+

+

+

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

hH

*

*

+

*

*

+

*

*

*

*

σ’ост

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

*

*

*

*

σ’’ост

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

+

+

+

+

σ’’’ост

+

+

*

?

+

+

+

+

Iз

*

*

*

*

*

*

*

+

?

*

*

*

+

*

pD

*

*

*

*

*

*

*

+

?

*

+

*

*

+

*

Сv

*

*

*

*

*

*

*

+

?

*

+

*

*

+

*

Iб

*

*

*

*

*

*

*

+

?

*

*

*

+

*

a, b, с

*

*

*

*

*

*

*

*

*

?

?

?

α, δ, γ

*

*

*

*

*

*

*

*

*

+

+

+

с(х)

+

с(ф)

σ12

?

?

?

?

?

?

?

?

θ

?

?

?

?

?

?

?

?

пористость

Окончание табл. 1

ПКПС	ОУО ППД	комбинированные методы
центробежно-ударное упрочнение	выдавли- вание микро-неровностей	формооб-разующая обработка	ультроз-вуковая ОУО	вибро-ударное упрочнение	анодно-механич обработка	поверхн легирование с выглаживанием	магнитно-абразивная обработка
Rmax	*	*	*	*	*	*	*	*
Rz	*	*	*	*	*	*	*	*
Ra	*	*	*	*	*	*	*	*
Sm	*	*	*	*	*	*	*	*
направление	*	*	*	+	+	*	*	*
Wz	*	+	*	+	+	*	+	+
Smw	*	+	*	+	+	*	+	+
Нμ	*	+	*	*	*	+	*	+
UH	*	+	*	*	*	+	*	+
hH	*	+	*	*	*	+	*	+
σ’ост	*	+	*	*	*	*	*	*
σ’’ост	+	+	*	*	*	*	*	*
σ’’’ост	+		+	*	*	+	*	+
Iз	*		*	+	*	+	+
pD	*		*	+	*	+	*	+
Сv	*		*	+	*	+	*	+
Iб	*		*	+	*	+	+
a, b, с	?						+
α, δ, γ	+						*	+
с(х)							+
с(ф)							+
σ12	?					?	?	?
θ	?					?	?	?
пористость

Влияние ПКПС, создаваемых в процессе отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей,

на износостойкость при различных видах износа.

Таблица 2

вид износа	геометрические и микрогеометрические	Физико-химическое состояние поверхн. слоя	поверхн взаимодействие с жидкостью	пористость поверхн слоя
шероховатость	волнистость	погрешность формы	параметры твердости повеврх слоя	остаточные напряжения	структура и фазовый состав	химический состав
усталостный	*	*	*	*	*	?	*
абразивный	+			*		*	+		+
смятие	*	*	*	*		*
кавитационный	*					*	*	*	?
эрозионный				*		*	+
адгезионный	+	+	+	*		*	*	+	?
избирательный перенос	*	*	*	*			*	*
водородный				*	*	*	*
окислительный	+	+	+	+		*	*	*	+
фреттинг-коррозия	*		*	*			*	*
химич и электрохимический	+	+	+	*		*	*
усталостный термомеханич						*
трещинообразование			*	+	?	*	*

* - оказывает основное влияние; + - оказывает влияние в определенных условиях;

0 – не влияет;? – отсутствует информация о влиянии.

Классификация сопряжений по условиям изнашивания – влияние геометрических и микрогеометрических параметров

Таблица 3.

вид сопряжения по влиянию геометр и микрогеом. ПКПС	1-й вид – влияют параметры макроотклонения, волнистости и шероховатости обеих контактирующих поверхностей	2-й вид – влияют параметры макроотклонения одной из поверхностей и параметры шероховатости и волнистости обеих контактирующих поверхностей	3-й вид – влияют только параметры шероховатости обеих контактирующих поверхностей	4-й вид - геометрические и микрогеометрические параметры не оказывают влияния на условия изнашивания
тип сопряжения	А	В
1-я группа	2 -я группа	3 -я группа	4 -я группа	5 -я группа
I
II

Рекомендуемые группы основных ПКПС, создаваемых при отделочно-упрочняющей обработке и определяющих повышение износостойкости

в зависимости от условий трения и изнашивания

Таблица 4.

трение без смазки

трение смазываемых поверхностей

твердые смазочные слои

жидкие и консистентные смазки

состав групп ПКПС, которые необходимо учитывать при упрочняющей обработке дополнительно помимо приведенных ниже классов, условий и видов изнашивания

-

ПР

ПЖ

1-й класс сопряжений (допустимый износ меньше значений макро- и микрогеометрических отклонений)

1-й вид сопряжений по условиям изнашивания (табл. 3)

виды износа

усталостный

абразивный

смятие

кавитационный

эрозионный

адгезионный

избирательный

водородный

окислительный

фреттинг коррозия

хим. и электрохим

усталостный термомех.

трещинообразование

МО, ВО, Ш, ТВ, ОН, ХС

МО, ВО, Ш, ТВ, СФ, ХС

МО ВО, Ш, ТВ, СФ

-

-

МО, ВО, Ш, ТВ, СФ, ХС

МО, ВО, Ш, ХС, ПЖ

МО, ВО, Ш, ТВ, СВ, ХС

МО, ВО, Ш, СФ, ХС, ПР

МО, ВО, Ш, ТВ, ХС

МО, ВО, Ш, ТВ, СФ, ХС

МО, ВО, Ш, СФ

МО, ВО, Ш, СФ, ХС

2-й вид сопряжений по условиям изнашивания (табл. 3)

виды износа

усталостный

абразивный

смятие

кавитационный

эрозионный

адгезионный

избирательный

водородный

окислительный

фреттинг коррозия

хим. и электрохим

усталостный термомех.

трещинообразование

МО, ВО, Ш, ТВ, ОН, ХС

МО, ВО, Ш, ТВ, СФ, ХС

МО ВО, Ш, ТВ, СФ

-

-

МО, ВО, Ш, ТВ, СФ, ХС

МО, ВО, Ш, ХС, ПЖ

МО, ВО, Ш, ТВ, СФ, ХС

МО, ВО, Ш, СФ, ХС, ПР

МО, ВО, Ш, ТВ, ХС

МО, ВО, Ш, ТВ, СФ, ХС

МО, ВО, Ш, СФ

МО, ВО, Ш, СФ, ХС

3-й вид сопряжений по условиям изнашивания (табл. 3)

виды износа

усталостный

абразивный

смятие

кавитационный

эрозионный

адгезионный

избирательный

водородный

окислительный

фреттинг коррозия

хим. и электрохим

усталостный термомех.

трещинообразование

Ш, ТВ, ОН, ХС

Ш, ТВ, СФ, ХС

Ш, ТВ, СФ

Ш, СФ, ХС, ПЖ

ТВ, ХС

Ш, ТВ, СФ, ХС

Ш, ХС, ПЖ

ТВ, СФ, ХС

Ш, СФ, ХС, ПР

Ш, ТВ, ХС

Ш, ТВ, СФ, ХС

СФ

СФ, ХС

Окончание таблицы 4.

4-й вид сопряжений по условиям изнашивания (табл. 3)

виды износа

усталостный

абразивный

смятие

кавитационный

эрозионный

адгезионный

избирательный

водородный

окислительный

фреттинг коррозия

хим. и электрохим

усталостный термомех.

трещинообразование

ТВ, ОН, ХС

ТВ, СФ, ХС

ТВ, СФ

СФ, ХС, ПЖ

ТВ, ХС

ТВ, СФ, ХС

ХС, ПЖ

ТВ, СФ, ХС

СФ, ХС, ПР

ТВ, ХС

ТВ, СФ, ХС

СФ

СФ, ХС

2-й класс сопряжений (допустимый износ больше значений макро- и микрогеометрических отклонений)

группы параметров МО, ВО, Ш оказывают влияние на изнашивание в начальный период работы пар трения, их влияние соответствует видам изнашивания в 1-м классе сопряжений

виды износа

усталостный

абразивный

смятие

кавитационный

эрозионный

адгезионный

избирательный

водородный

окислительный

фреттинг коррозия

хим. и электрохим

усталостный термомех.

трещинообразование

ТВ, ОН, ХС

ТВ, СФ, ХС

ТВ, СФ

СФ, ХС, ПЖ

ТВ, ХС

ТВ, СФ, ХС

ХС, ПЖ

ТВ, СФ, ХС

СФ, ХС, ПР

ТФ, ХС

ТВ, СФ, ХС

СФ

СФ, ХС

Условные обозначения групп ПКПС в таблице 4:

МО – параметры макроотклонения;

ВО – параметры волнистости;

Ш – параметры шероховатости;

ТВ – параметры поверхностной твердости;

ОН – параметры остаточных напряжений;

СФ – параметры структурного и фазового состава;

ХС – химический состав;

ПЖ – параметры поверхностного взаимодействия с жидкостью;

ПР – пористость.

Группы основных ПКПС, управление которыми возможно при различных методах отделочно-упрочняющей обработки

Таблица 5.

классификационный признак	группа методов	метод обработки	группа основных ПКПС	примечания
упрочнение с созданием пленки на поверхности	осаждение химической реакцией	оксидирование	ОН, ХС, ПЖ, ПР
сульфидирование	ХС, ПЖ

Дата добавления: 2015-10-21