Скрывает дурное

В. Шекспир

Улучшение объемных эксплуатационных свойств деталей из металлических сплавов обеспечивается их термообработкой (закалкой, нормализацией и т.п.); деталей из композитов - подбором и совмещением отдельных компонентов материала. Это относится в равной степени к полимерам и к продукции порошковой металлургии.

Рис.77.Методы нанесения износостойких покрытий

Поверхностное упрочнение деталей трения в современной технике осуществляется путем нанесения на их поверхность специальных покрытий или модификации поверхностных рабочих слоев детали различными методами (Рис.77).

Иногда весьма трудно разграничить эти способы. Так, при химической прививке резины на ее поверхности и в приповерхностном слое одновременно образуются новые химические соединения. Аналогичные образования имеют место при диффузионном никелировании, лазерном легировании и т.п.

Подробное рассмотрение всех типов поверхностного упрочнения входит в соответствующие разделы курса "Технология машиностроения". Ниже мы рассмотрим лишь некоторые специфические и наиболее эффективные современные методы.

Детонационно-газовое нанесение покрытий - это перенос взрывом порции нагретого напыляемого порошка к покрываемой детали. В водоохлаждаемом стволе детонационно горит (взрывается) газ, зажженный от электросвечи разрядом. Частицы порошка, подаваемого в ствол, захватываются продуктами горения, нагреваются и "выстреливаются" к покрываемой поверхности. Частицы порошка разгоняются до 800 м/с и при соударении с деталью их температура достигает 4000°С. Скорость процесса – 3…4 выстрела в секунду, а толщина покрытия 0,25…0,3 мм (5…6 мкм за выстрел). Недостатком процесса является значительный шум (до 140 дБ).

Механотермическое фрикционное формирование покрытий использует тепло генерируемое в процессе трения детали о материал покрытия, а рас-

плавленый материал покрытия кристаллизуется в стесненных условиях под

нагрузкой (рис.78).

Финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО) поверхностей трения заключается в нанесении на деталь тонкого слоя латуни, бронзы или меди фрикционным способом (натиркой). Процесс протекает в три этапа: обезжиривание, покрытие глицерином и нанесение

пленки толщиной 1:2 мкм. Это покрытие повышает износостойкость поверхности до 30…35% (гильзы цилиндров).

Рис.78.Схема механо-термического фрикционного формования

Обычные методы плакирования различных металлических поверхностей состоят в прокатке, сварке или пайке. В последнее время разработаны технологии плакирования путем наклеивания покрытия. Таким образом получают антифрикционные полимерные покрытия композиционной структуры на различных направляющих, шарнирах, подшипниках.

Из всех способов модификации поверхностей трения следует выделить последние разработки, связанные с радиационным упрочнением.

Лазерная поверхностная обработка основана на сверхвысоких скоростях нагревания и охлаждения микрообъемов обрабатываемой поверхности (зон порядка 0,1…0,5 мм). Возникающие фазовые превращения формируют в поверхностных слоях твердую и износостойкую закаленную зону. Износостойкость при этом повышается до 5 раз.

Более глубокие структурные перестройки в металле вызывает его облучение в вакууме электронами высоких энергий (на ускорителях). В результате такой обработки на поверхности образуется белый не травящийся аморфизированный слой с высокой износостойкостью.

Ионная имплантация заключается в облучении поверхности детали потоком ионов в вакуумной камере. Ионы износостойких соединений (карбидов вольфрама, титана и т.п.) имметируются из анода и, разгоняясь по пути к мишени в потенциальном поле, внедряются в поверхностные слои и таким образом осуществляется их легирование. Метод используется в инструментальном производстве, повышая стойкость лезвийного инструмента.

В последнее время нашла применение химическая прививка специальных соединений к поверхностям трения иной природы с целью повысить их износостойкость. В частности, для резиновых уплотнений и резинометаллических подшипников используется фторирование поверхности в газовой фазе (пятифтористой сурьмой); хемосорбционное нанесение пластификаторов, повышающих поверхностную эластичность резины; уменьшение числа поверхностных активных центров на полимерных деталях путем их обработки галогенами или меркаптанами.

Следует отметить, что практически ежегодно появляются новые способы поверхностного совершенствования деталей. Главной проблемой в этой области является отсутствие четкой информации о преимуществах, экономичности и области рационального применения того или иного метода.