Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 54 Теория Для формирования покрытий при таком способе обработки необходимо обеспечить взаимодействие чистой металлической поверхности с активной реакционной средой, содержащей ионы осаждаемого металла. Образование антифрикционного покрытия происходит при условии, что скорость разрушения V Р окисных пленок больше скорости их образования V ОБ , которая зависит от скорости перемещения (скольжения) поверхности относительно инструмента V С и величины площади, на которой возможно образование покрытия, т.е. от величины ювенильных участков S Ю . Так как процесс осаждения антифрикционного металла на поверхности протекает во времени t и зависит от проникающей способности реакционной среды к ювенильным участкам, то наблюдается запаздывание между моментом образования чистой металлической поверхности и формирования покрытия. Таким образом, возможность получения антифрикционного покрытия определяется наличием и развитием ювенильных участков на поверхности контакта, следовательно, зная их величину, можно судить о процессе формирования покрытия. Поверхность перед совмещенной обработкой, состоящую из множества микро- выступов и впадин, можно описать уравнением[3]: , (1) где S В и S Л – площадь микровыступов и микровпадин (лунок) соответственно; S П – площадь поверхности контакта микровыступов, покрытых окисными пленками. Дифференцируя уравнение (1), получим скорость изменения площади ювенильных участков: (2) Скорость изменения площади участков, покрытых окисными пленками равна: (3) Скорость образования пленок пропорциональная скорости скольжения и площади их образования, т.е. ювенильных участков в момент времени t–τ : , (4) где τ – время между моментом появления ювенильного участка и образованием на нем покрытия, т.е. время запаздывания; к – коэффициент, характеризующий интенсивность образования пленок. Скорость разрушения окисных пленок, если учесть независимость механических воздействий нормального давления Р в контакте, и скорости скольжения, может быть записана в виде[4]: , (5) где а 1 и а 2 – коэффициенты, характеризующие прочностные свойства окисных пленок. В процессе обработки изменяются высота микронеровностей, площадь поперечного сечения лунок. Если считать, что форма лунки близка к форме конуса и радиус её меняется по линейному закону r=r 0 -λ t (где r 0 – начальный радиус, λ= const – скорость изменения радиуса), то можно записать [3]: , (6) где α и β – коэффициенты, зависящие от количества и размеров лунок (микронеровностей) и скорости изменения их поперечного сечения. Учитывая выше изложенное, уравнение (2), описывающее изменение площадей ювенильных участков, будет иметь вид: (7) Обозначая получим: (8)