Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 46 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ т.е. без зацепления со станком. В самой коробке передач на протяжении всего вре- мени испытаний была включена задняя скорость. Картер коробки был заполнен маслом ТАД 17И после 10 000 км пробега автомо- биля. Такое масло содержит в себе абра- зивные частицы почвы и мелкую железную стружку от притирки деталей, которые яв- ляются абразивными частицами и способ- ствуют истиранию зубьев колес. Через 5·10 6 оборотов выходного вала коробка разбиралась, колеса промывались. Проводился осмотр трущихся поверх- ностей зубьев на предмет выкрашивания покрытия, наличия сколов, трещин и других дефектов. Затем готовились образцы для метал- лографических исследований рабочих поверх- ностей зубьев. Результаты экспериментов В ходе проведенных исследований выявле- но, что после 10 часов упрочнения на зубчатых колесах сформировано покрытие, толщиной 40…50 мкм. Прирост размеров при хромирова- нии был заранее учтен при изготовлении зубча- той пары. Полученное покрытие подвергли испытани- ям на выявление максимальной нагрузки, ко- торую оно способно выдерживать без сколов и растрескивания. Для этого одновременно с коле- сами упрочнялся образец из ВЧ 60 по приведен- ной выше методике. В грань образца под углом 90 ° вдавливалась алмазная пирамида прибора ПМТ-3. И нагрузка, при которой от полученного отпечатка начали ответвляться трещины, прини- малась за критическую. Микротвердость сформированного хромо- вого покрытия по ширине зуба представлена на рис. 3. Величина микротвердости поверхностного упрочненного слоя практически не изменяется после закалки. Однако твердость основы и приле- гающей к покрытию зоны становится значительно выше: достигает значений HRC 50-55, что соответ- ствует бейнитной структуре. Такая прочная, лежащая под покрытием зона будет лимитировать работоспособность хромового покрытия с позиции продавлива- ния последнего под действием нагрузок, пре- вышающих номинальную, или в случае по- падания в зацепление твердых недробимых частиц. Алмазная пирамида прибора ПМТ–3 служи- ла моделью твердой недробимой абразивной ча- стицы, попавшей в зацепление. Исследования критической толщины хро- мового покрытия на высокопрочном чугуне по- сле десятичасового упрочнения, полученные от вдавливания алмазной пирамиды при разных на- грузках, представлены на рис. 4. Регрессионным анализом была установлена адекватная при доверительной вероятности 0,95 регрессионная зависимость критической толщи- ны хромированного слоя от диагонали отпечатка алмазной пирамиды (кривая 6 , рис. 4). отп 0,068 кр 22,03 21,223 d h е − = − , где h кр – критическая толщина хромового по- крытия, мкм; d отп – диагональ отпечатка алмаз- ной пирамиды, мкм. Изностойкость зубчатых колес с хромовым покрытием оценивалась сравнением толщины хромового слоя перед началом испытаний и после 5·10 6 циклов нагружения. При этом ис- следуемые поверхности зубьев перед началом испытаний помечались. Состояние хромового Рис. 3 . Распределение микротвердости по толщине упрочненного слоя: 1 – после хромирования; 2 – после хромирования и закалки