Підвищення зносостійкості сплаву ВТ22 комбінованою обробкою
DOI:
https://doi.org/10.20535/2519-450x.6.2015.63294Анотація
Низька гідравлічна щільність через високу пористість, вірогідність локального відшарування внаслідок недостатньої адгезії до матеріалу основи при використанні гальванічних покриттів хрому та нікелю для поверхневого зміцнення робочих поверхонь циліндрів гідросистем літальних апаратів не забезпечують надійного їх ресурсу і довговічності. Тому створення надійних зносотривких покриттів на внутрішніх та зовнішніх поверхнях деталей гідроциліндрів зі сплаву ВТ22 залишається однією з актуальних проблем авіаційної промисловості.
Проведено триботехнічні випробування сплаву ВТ22 після попереднього холодного пластичного деформування (ХППД) (обкочування) та наступного азотування, суміщеного зі штатною термічною обробкою сплаву у парі з бронзою БрАЖН 10-4-4. Машина тертя СМЦ-2. Навантаження 0,4 МПа. Мастило – гідрорідина АМГ-10.
Попереднє ХППД здійснювали за навантаження 200 і 600 Н у три проходи. Після цього зразки сплаву азотували за режимом 1, подаючи азот в камеру на першому та другому ступені штатної термічної обробки сплаву (820 оС, 1 год + 750 оС, 3 год), та за режимом 2, коли азот подавали в камеру лише на другому ступені термічної обробки: 750 оС, 3 год.
Наступне азотування суттєво впливає на зносостійкість поверхнево зміцненого ХППД (200 Н, 3 проходи) титанового диску. Зміна маси диску зменшується на 1-2 порядки залежно від режиму азотування. Відповідно втрати маси колодки зменшуються до 4 разів, коли азотують за режимом 1, і більше, ніж на порядок, коли азотують за режимом 2. При цьому, значні втрати маси титанового диску пов’язані не лише зі зносом поверхневих шарів сплаву, але й намащуванням бронзи на титанову поверхню. Про це свідчать результати мікрорентгеноспектрального аналізу поверхні тертя диску , фіксуючи мідь.
Позитивний вплив азотування на зносостійкість поверхнево зміцненого ХППД титанового диску підтверджується якістю тертьових поверхонь. Шорсткість поверхні контртіла – бронзи після обкочування зростає на 3,0 мкм, погіршуючи якість поверхні на клас. Наступне азотування зменшує Ra більш, як вдвічі, забезпечуючи поверхні після азотування за режимом 1 квалітет чистоти на клас вищий, ніж вихідний.
Наступне азотування зменшує коефіцієнт тертя f трибопари майже в два рази незалежно від його режиму. Причому після азотування за режимом 2 коефіцієнт тертя нижчий (0,28 проти 0,24). Зниження коефіцієнту f в процесі тертя після азотування обкоченого диску сплаву ВТ22 відчутніше, ніж диску без азотування.
Дані коефіцієнта тертя f відповідають температурному полю в зоні тертя. Для зразків після обкочення температура в зоні тертя встановлюється близько 40 оС. У випадку диску, азотованого за режимом 1, температура в зоні тертя становить 30 оС, за режимом 2 – не перевищує 27 оС.
Аналогічні процеси спостерігаємо у трибопарі поверхнево зміцнений сплав ВТ22 – бронза БрАЖН 10-4-4, коли накочування проводили за навантадення 600 Н у три проходи. Закономірності зміни маси як диску, так і колодки залежно від режиму та схеми оброблення зберігаються, хоча абсолютні їх величини є дещо вищими. Якість тертьових поверхонь як диску, так і бронзової колодки після випробування вищі, коли диски підлягають не лише обкоченню, але й наступному азотуванню. Порівняно з попередньою схемою комбінованого оброблення, якість поверхні після азотування покращується на два класи незалежно від його режиму.
Коефіцієнт тертя в трибопарі, де диски після ХППД не азотували, становить 0,44. Наступне азотування за режимом 1 збільшує f до 0,53, а за режимом 2 - сприяє його відчутному зменшенню (до 0,16), наближаючи до регламенту технічного завдання (f ≤0,15).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Нові матеріали і технології в машинобудуванні
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Етика автора:
- Автор (або колектив авторів) несе (чи) відповідальність за новизну і достовірність результатів наукового дослідження. Автори статті повинні надавати достовірні результати проведених досліджень. Завідомо неправдиві або сфальсифіковані затвердження неприйнятні.
- Автори повинні гарантувати, що результати дослідження, викладені в поданій рукописи, повністю оригінальні.
- Запозичені фрагменти або твердження повинні бути оформлені з обов'язковим зазначенням автора та першоджерела.
- Неетичні і неприйнятні надмірні запозичення, а також плагіат в будь-яких формах, включаючи неоформлені цитати, перефразування або привласнення прав на результати чужих досліджень.
- Необхідно визнавати внесок всіх осіб, так чи інакше вплинули на хід дослідження, зокрема, в статті повинні бути представлені посилання на роботи, які мали значення при проведенні дослідження.
- Співавторами статті повинні бути вказані всі особи, які внесли істотний внесок у проведення дослідження.
- Автори не повинні надавати в журнал рукопис, яка була відправлена в інший журнал і знаходиться на розгляді, а також статтю, вже опубліковану в іншому виданні.
Етика редакції:
- Редакція несе відповідальність за оприлюднення авторських творів. При прийнятті рішення про публікацію редактор журналу керується достовірністю представлення даних і наукової значимістю даної роботи.
- Редактор повинен оцінювати інтелектуальний зміст рукописів. Виходячи з принципів конфіденційності неопубліковані дані, отримані з представлених до розгляду рукописів, не повинні використовуватися для особистих цілей або передаватися третім особам без письмової згоди автора.
- Редактор не повинен допускати до опублікування інформацію, якщо є достатньо підстав вважати, що вона є плагіатом.
Етика публікацій:
Журнал є виданням відкритого доступу. Всі статті вільні для перегляду, читання, завантаження та друку.
Матеріали приймаються українською, російською або англійською мовами і відповідно публікуються мовою оригіналу.