Відновлення поверхонь тертя деталей
01Штатна робота
- Мікротвердість, HV
- 430HV
- Шорсткість Ra, мкм
- 1,20мкм
- Тертя, μ
- 0,020
- Глибина зміцнення, мкм¹
- 0мкм
- Приріст розмірів, мкм*
- Мікротвердість, HV
- Шорсткість Ra, мкм
На чому ґрунтуються значення: · ·
* Розрахунковий приріст за результатами випробувань; залежить від конструкції механізму, умов експлуатації та рівня зносу перед обробкою.Модель процесу · 01 / 04
Штатна робота
Поверхні ковзають по мастильній плівці. Ревіталізант перебуває в оливі у вигляді конгломератів 100–500 нм із твердих наночастинок у зв'язувальній фазі; доки плівка розділяє поверхні, олива лише переносить їх.
Модель механізму · сотні нанометрів
Пляма контакту двох вершин
Об'ємна сцена недоступна в цьому браузері.
Головні умови для ревіталізації
Тертя металу об метал
Металеві поверхні стикаються безпосередньо: активний компонент будує захисний шар у зонах мікродеформацій і зносу.
Мастило або паливо
Переносять активні частинки до поверхонь і слугують джерелом вуглецю для кристалічної ґратки металокераміки.
Замкнений цикл тертя
Олива циркулює, зуби та доріжки знову й знову входять у контакт, тому активні частинки постійно потрапляють у зону тертя.
01 · ШТАТНЕ НАВАНТАЖЕННЯ
02 · РОЗРИВ МАСТИЛЬНОЇ ПЛІВКИ
03 · ФОРМУВАННЯ ПОКРИТТЯ
04 · СТАБІЛІЗАЦІЯ
Натисніть на крок, щоб показати його в сцені. Кроки 2–8 показано в сцені на рівнях «Пляма контакту» і «Метал під „зернами“».
На чому ґрунтуються значення: · ·
Тертя і шорсткість: після обробки ревіталізантом і без неї
Лабораторне випробування на машині тертя, 2002. Пара «диск і колодка»: сталь 40Х по чавуну СЧ-20, олива ІГП-30, 200 об/хв, ступінчасте навантаження, 304 год.
Наприкінці випробування після обробки ревіталізантом тертя приблизно в 4 рази, а шорсткість приблизно в 3 рази нижче, ніж без обробки.
Усі 9 замірів після обробки ревіталізантом: таблиця
| Напрацювання, год | Ra, мкм | μ |
|---|---|---|
| 0 | 1,2 | 0,121 |
| 21 | 0,75–0,85 | 0,113 |
| 70 | 0,6–0,65 | 0,112 |
| 113 | 0,5–0,55 | 0,103 |
| 139 | 0,4–0,45 | 0,096 |
| 169 | 0,25–0,35 | 0,071 |
| 206 | 0,15–0,22 | 0,047 |
| 261 | 0,1–0,14 | 0,019 |
| 304 | 0,08–0,1 | 0,011 |
Мікротвердість поверхні тертя
Два випадки: лабораторне випробування з контролем і деталь після експлуатації. Результат залежить від пари матеріалів, вузла й режиму роботи.
800 Н, 0,5 м/с. Порожній кружок: та сама олива без обробки ревіталізантом, заповнений: після обробки ревіталізантом.
Сірий чавун, близько 2000 год роботи. Контролю немає: поверхню тертя порівнюють з основним металом тієї самої деталі.
У лабораторному випробуванні мікротвердість зросла від 8 % у бронзи до 2,4 раза в чавуну СЧМ. На гільзі поверхня тертя приблизно в 2,8 раза твердіша за основу, а вже на глибині близько 30 мкм твердість близька до основи.
Товщина зубів: з обробкою і без
Тягові редуктори електровозів, 2004–2005. Два електровози: частину колісних пар тягових редукторів оброблено, інші на тій самій машині працювали без обробки. Товщину зуба вимірювали штангензубоміром за постійною хордою до і після пробігу 300–363 тис. км.
Зміна товщини зуба колеса за пробіг, мм
Розрахунковий шар на кожен бік зуба 125–175 мкм
Розрахунковий шар на кожен бік зуба 75–350 мкм
Оброблені зуби за пробіг стали товщими на 0,15–0,70 мм, необроблені на тих самих машинах стерлися на 0,15–0,75 мм. На першому електровозі виросли всі 20 заміряних оброблених зубів і зменшилися всі 20 необроблених.
Товщина приросту визначається конструкцією вузла (понад оптимальні заводські номінали не наросте, процес саморегулюється), а також початковим зносом і умовами роботи (характером навантаження).
Мікрофотографії
Знімки частинок, зразків і деталей із досліджень покриття та досліду на підшипнику.
Джерела та обмеження
- Модель і масштаб 3D-сцена ілюструє запропонований механізм. Масштаб дібрано за виміряною глибиною підвищеної твердості (20–30 мкм): показано фрагмент пари тертя ≈ 0,7 × 0,27 мм, висота кожної деталі ≈ 0,1 мм; масштабна лінійка в сцені перераховується під час обертання й наближення. Частинки ревіталізанту (100–500 нм), нерівності поверхні та модифікований шар (2–10 мкм) показано збільшеними. Навантаження, температура й темп процесу умовні (за 1× сценарій триває 54 с); сцена не розраховує властивостей реального вузла.
- Мікротвердість і шар Числа в сцені взято з найкращого виміряного випадку: гільза циліндра дизеля із сірого чавуну після експлуатації (2002), основний метал 430 HV, поверхня тертя в середньому 1185 HV; підвищена твердість зберігається на глибину 20–30 мкм¹, модифікований шар на поперечних шліфах 2–10 мкм¹. У лабораторних випробуваннях на машині тертя (1998) з контролем без обробки ревіталізантом приріст був скромнішим: у сталі 40Х на 12 % (≈583 → 655 HV), у чавунів у 1,7–2,4 раза (≈310 → 520–740 HV). Результат залежить від пари матеріалів, вузла й режиму роботи.
- Тертя і шорсткість Значення в сцені взято з випробування на машині тертя (2002): Ra відповідає серединам виміряних діапазонів; початкове μ = 0,020 до контакту є припущенням ілюстрації.
- Розміри Товщину зубів наведено в розділі вимірювань вище. Виміряний модифікований шар (одиниці мікрометрів) не пояснює приросту в десяті частки міліметра; механізм зміни розмірів у цих замірах не досліджувався.
- ¹ Товщина і глибина дифузії Товщина покриття і глибина градієнтної дифузії залежать від конструкції конкретного вузла та умов його роботи, матеріалів пари тертя (сталь, чавун, алюмінієві сплави та ін.), ступеня початкового зносу, умов експлуатації під час і після обробки, дозування ревіталізанту та кількості повторних обробок.
Протоколи випробувань і досліджень надаються за заявкою.