Phục hồi bề mặt ma sát của chi tiết
01Vận hành bình thường
- Độ cứng tế vi, HV
- 430HV
- Độ nhám Ra, µm
- 1,20µm
- Ma sát, μ
- 0,020
- Độ sâu hóa bền bề mặt, µm¹
- 0µm
- Sự tăng kích thước, µm*
- Độ cứng tế vi, HV
- Độ nhám Ra, µm
Các giá trị dựa trên: · ·
* Mức tăng tính toán theo kết quả thử nghiệm; phụ thuộc vào kết cấu của cơ cấu, điều kiện vận hành và mức độ mài mòn trước khi xử lý.Mô hình quá trình · 01 / 04
Vận hành bình thường
Các bề mặt trượt trên màng dầu. Chất revitalizant có trong dầu dưới dạng các hạt kết tụ 100–500 nm gồm các hạt nano cứng trong pha liên kết; chừng nào màng dầu còn ngăn cách các bề mặt, dầu chỉ vận chuyển các hạt kết tụ.
Mô hình cơ chế · hàng trăm nm
Vết tiếp xúc của hai đỉnh mấp mô
Cảnh 3D không khả dụng trên trình duyệt này.
Các điều kiện chính để tái tạo bề mặt ma sát
Ma sát kim loại với kim loại
Các bề mặt kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau: thành phần hoạt tính tạo nên lớp bảo vệ tại các vùng biến dạng vi mô và mài mòn.
Chất bôi trơn hoặc nhiên liệu
Đưa các hạt hoạt tính đến các bề mặt và là nguồn cacbon cho mạng tinh thể gốm kim loại.
Chu trình ma sát khép kín
Dầu tuần hoàn, răng bánh răng và rãnh lăn tiếp xúc với nhau lặp đi lặp lại, vì vậy các hạt hoạt tính liên tục đi vào vùng ma sát.
01 · TẢI TRỌNG BÌNH THƯỜNG
02 · PHÁ VỠ MÀNG DẦU
03 · HÌNH THÀNH LỚP PHỦ
04 · ỔN ĐỊNH HÓA
Nhấp vào một bước để hiển thị bước đó trong cảnh. Các bước 2–8 được thể hiện trong cảnh ở các cấp độ “Vết tiếp xúc” và “Kim loại dưới các ‘hạt’”.
Các giá trị dựa trên: · ·
Ma sát và độ nhám bề mặt: sau khi xử lý bằng chất revitalizant và khi không xử lý
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm trên máy thử ma sát, năm 2002. Cặp “đĩa và guốc”: thép 40Kh trên gang SCh-20, dầu IGP-30, 200 vòng/phút, tải trọng theo từng bậc, 304 h.
Đến cuối thử nghiệm, sau khi xử lý bằng chất revitalizant, ma sát chỉ còn khoảng 1/4, còn độ nhám bề mặt chỉ còn khoảng 1/3 so với khi không xử lý.
Toàn bộ 9 phép đo sau khi xử lý bằng chất revitalizant: bảng
| Thời gian vận hành, h | Ra, µm | 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 |
Độ cứng tế vi của bề mặt ma sát
Hai trường hợp: thử nghiệm trong phòng thí nghiệm có đối chứng và chi tiết sau vận hành. Kết quả phụ thuộc vào cặp vật liệu, cụm chi tiết và chế độ vận hành.
800 N, 0,5 m/s. Vòng tròn rỗng: cùng loại dầu không xử lý bằng chất revitalizant, vòng tròn đặc: sau khi xử lý bằng chất revitalizant.
Gang xám, khoảng 2.000 h vận hành. Không có đối chứng: bề mặt ma sát được so sánh với kim loại nền của chính chi tiết đó.
Trong thử nghiệm phòng thí nghiệm, độ cứng tế vi tăng từ 8% ở đồng thanh đến gấp 2,4 lần ở gang SChM. Trên lót xy lanh, bề mặt ma sát có độ cứng gấp khoảng 2,8 lần kim loại nền, còn ở độ sâu khoảng 30 µm độ cứng đã gần bằng kim loại nền.
Chiều dày răng: có xử lý và không xử lý
Hộp giảm tốc truyền động kéo của đầu máy điện, 2004–2005. Hai đầu máy điện: một phần hộp giảm tốc truyền động kéo của các bộ trục bánh xe được xử lý, số còn lại trên cùng đầu máy vận hành không xử lý. Chiều dày răng được đo bằng thước cặp đo răng theo dây cung cố định trước và sau quãng đường chạy 300.000–363.000 km.
Thay đổi chiều dày răng bánh răng qua quãng đường chạy, mm
Lớp theo tính toán trên mỗi mặt răng 125–175 µm
Lớp theo tính toán trên mỗi mặt răng 75–350 µm
Qua quãng đường chạy, các răng đã xử lý dày thêm 0,15–0,70 mm, các răng không xử lý trên cùng các đầu máy đó bị mòn 0,15–0,75 mm. Trên đầu máy điện thứ nhất, cả 20 răng đã xử lý được đo đều tăng chiều dày và cả 20 răng không xử lý đều giảm.
Mức tăng chiều dày được quyết định bởi kết cấu của cụm chi tiết (lớp không bồi đắp vượt quá kích thước danh nghĩa tối ưu của nhà chế tạo, quá trình tự điều chỉnh), cũng như bởi mài mòn ban đầu và điều kiện vận hành (tính chất của tải trọng).
Ảnh hiển vi
Ảnh chụp hạt, mẫu và chi tiết từ các nghiên cứu lớp phủ và thí nghiệm trên ổ trục.
Nguồn và giới hạn
- Mô hình và tỷ lệ Cảnh 3D minh họa cơ chế được đề xuất. Tỷ lệ được chọn theo độ sâu đo được của vùng có độ cứng tăng cao (20–30 µm): hiển thị một đoạn của cặp ma sát ≈ 0,7 × 0,27 mm, chiều cao mỗi chi tiết ≈ 0,1 mm; thước tỷ lệ trong cảnh được tính lại khi xoay và phóng to. Các hạt chất revitalizant (100–500 nm), các mấp mô bề mặt và lớp biến tính (2–10 µm) được thể hiện phóng đại. Tải trọng, nhiệt độ và nhịp độ quá trình mang tính quy ước (ở 1×, kịch bản kéo dài 54 s); cảnh không tính toán tính chất của cụm chi tiết thực tế.
- Độ cứng tế vi và lớp Các con số trong cảnh được lấy từ trường hợp đo được tốt nhất: lót xy lanh động cơ diesel bằng gang xám sau vận hành (2002), kim loại nền 430 HV, bề mặt ma sát trung bình 1.185 HV; độ cứng tăng cao duy trì đến độ sâu 20–30 µm¹, lớp biến tính trên mẫu mài cắt ngang 2–10 µm¹. Trong thử nghiệm phòng thí nghiệm trên máy thử ma sát (1998) có đối chứng không xử lý bằng chất revitalizant, mức tăng khiêm tốn hơn: thép 40Kh tăng 12% (≈583 → 655 HV), gang tăng gấp 1,7–2,4 lần (≈310 → 520–740 HV). Kết quả phụ thuộc vào cặp vật liệu, cụm chi tiết và chế độ vận hành.
- Ma sát và độ nhám bề mặt Các giá trị trong cảnh được lấy từ thử nghiệm trên máy thử ma sát (2002): Ra ứng với điểm giữa của các khoảng đo được; μ ban đầu = 0,020 trước khi tiếp xúc là giả định của hình minh họa.
- Kích thước Chiều dày răng được nêu trong phần đo đạc ở trên. Lớp biến tính đo được (vài µm) không giải thích được mức tăng cỡ phần mười mm; cơ chế thay đổi kích thước không được nghiên cứu trong các phép đo này.
- ¹ Độ dày và độ sâu khuếch tán Độ dày lớp phủ và độ sâu khuếch tán theo gradien phụ thuộc vào kết cấu của từng cụm máy cụ thể và điều kiện làm việc của cụm máy đó, vật liệu của cặp ma sát (thép, gang, hợp kim nhôm, v.v.), mức độ mài mòn ban đầu, điều kiện vận hành trong và sau khi xử lý, liều lượng chất revitalizant và số lần xử lý lặp lại.
Biên bản thử nghiệm và nghiên cứu được cung cấp khi có yêu cầu.