Obrabotka Metallov 2010 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ № 2 (47) 2010 10 самым важным эксплуатационным свойством, уровень которого впрямую отражается как на ра- ботоспособности конструкций в целом, так и на сохранении геометрических размеров отдельных деталей. При испытании покрытий на изнаши- вание в условиях трения скольжения использо- вана схема «врезающегося индентора» [5]. Она позволяет создавать довольно жесткие условия нагружения. В установке пара трения состоит из вращающегося индентора (твердый сплав марки ВК8) и неподвижно закрепленного об- разца с покрытием. Нагрузка на пару трения составляла 20 Н. На всех образцах выполняли 5 циклов изнашивания при различном пути тре- ния. В качестве интегральной количественной характеристики износостойкости использовали величину объемной потери образцов, которая вычислялась по геометрическим параметрам лунки износа (рис. 2). Рис. 2 . Поверхность изнашивания Результаты сравнительных испытаний по- крытий на изнашивание в условиях трения скольжения показаны на рис. 3. Отметим, что результаты испытаний хорошо коррелируют с данными по измерениям микро- твердости. Как отмечалось выше, для покрытий, нанесенных по варианту В, характерны повы- шенные пористость и несплошность на границе «покрытие-основа». Поры уменьшают реальное сечение покрытия и одновременно являются кон- центраторами напряжений. Эти два фактора за- метно снижают прочность и трещиностойкость поверхностных слоев и при наличии большого Рис. 3. Кинетика изнашивания образцов с покрытиями: 1 – структура типа А; 2 – структура типа Б; 3 – структура типа В разброса микротвердости в условиях трения скольжения приводят к увеличению объемного износа. Рабочие поверхности деталей машин в про- цессе эксплуатации, как правило, испытывают многократное воздействие циклических нагру- зок, в результате чего на них образуются ямки выкрашивания (так называемые питтинги) и трещины, снижающие долговечность покрытий. Испытания на контактную выносливость про- водили в соответствии с ГОСТ 25.501 по схеме нагружения «пульсирующий контакт». Контрте- лом (индентором) служил шарик из закаленной стали марки ШХ15 диаметром 2,5 мм. Сравнительным испытаниям подвергались сегментные образцы с покрытиями, вырезан- ные из втулок, подвергнутых финишной меха- нической обработке (шлифованию). На уста- новке реализовано синусоидальное симме- тричное циклическое нагружение с частотой 24 удара в секунду и усилием, приложенным к индентору, равным 400 Н. В исследованиях из- меряли пятно контакта при фиксированном ко- личестве циклов нагружения. Площадка кон- такта представляла собой эллипс, размер диа- гоналей которого оценивался при помощи ме- таллографического микроскопа. За критерий разрушения был принят момент интенсивного питтингобразования и появления усталостных трещин в пятне контакта. По результатам экс- периментов были построены кривые зависи- мости среднего диаметра пятна контакта (для партии из пяти одинаковых образцов) от числа