19_Pisarenko.doc Дослідження корозійної стійкості і зношування модифікованих КХТО зразків Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 110 Писаренко В.Г. КНВО "Форт" МВС України, м. Вінниця, Україна ДОСЛІДЖЕННЯ КОРОЗІЙНОЇ СТІЙКОСТІ І ЗНОШУВАННЯ МОДИФІКОВАНИХ КХТО ЗРАЗКІВ Вступ Запропонована нами технологія комбінованої хіміко-термічної обробки (КХТО) описана в роботі [1]. КХТО пропонується використовувати для забезпечення високої надійності виробів точної механіки і пов’язано в першу чергу з наданням їм високих показників зносостійкості та корозійної стійкості. Переважна більшість конструкційних деталей сучасного машинобудування виготовляєтьяся з сплавів на основі заліза, які мають низьку корозійну стійкість навіть в умовах атмосферного впливу. За- безпечення вимог корозійної стійкості деталей, які працюють в умовах часткового змащення, або ж при повній його відсутності вирішується за рахунок використання о дорогих корозійностійких сталей. Застосування хромування, нікелювання та інших покриттів у випадку захисту від корозії дета- лей, які виготовляються з сплавів на основі заліза не забезпечує одночасно достатньо тривалого захисту від зношування та корозії. Також занадто проблематично та дорого наносити металічні покриття на по- верхню отворів при виготовленні високоточних деталей. В результаті в реалізації технології КХТО були отримані зразки, які в даній роботі були піддані порівняльним дослідженням корозійної стйкості і зносостійкості. Випробування корозійної стійкості Корозійна стійкість досліджувалась в порівнянні з іншими методами покритть на зразках, виго- товлених зі сталі 45, в камері соляного туману 5 % водного розчину хлористого натрію. Результати ви- пробувань приведені на рис. 1. При проведенні досліджень було встановлено, що найбільш висока коро- зійна стійкість забезпечується при наявності на поверхні суцільного оксикарбонітридного шару. Конт- роль наявності оксикарбонітридного шару виконувався шляхом змочення або занурення зразка на 10 - 20 секунд в 17 % водний розчин мідного купоросу. Рис. 1 – Корозійна стійкість зразків сталі 45 в соленому тумані 5 % водного розчину NaCl: 1 – без обробки; 2 – паротермічне оксидування; 3 – твердий хром 18 … 20 мкм; 4 – КХТО При наявності суцільного оксикарбонітридного шару осідання міді на контрольованій поверхні не спостерігається. При відсутності оксикарбонітридного шару мідь осідає на контрольовану поверхню. Дослідження зносостійкості та тертя ковзання Дослідження проводилось на машині для випробування матеріалів на тертя та знос моделі 2070 СМТ-1. Дослідження зносостійкості зразків проводилось по схемі "кільце - кільце", ("диск - диск"). Оскільки поверхневий дифузійний шар має неоднорідні властивості (твердість, хімічний склад, структура) по товщині, то для визначення характеру зношування в різних його зонах, один із зразків, в якості еталона, був виготовлений зі сталі ШХ15 з однорідними властивостями (HRCэ 59) по всьому об’єму. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Дослідження корозійної стійкості і зношування модифікованих КХТО зразків Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 111 Частота обертання зразків була встановлена з розрахунку забезпечення величини відносної шви- дкості проковзування зразка з оксикарбонітридним шаром відносно загартованого зразка зі сталі ШХ15 – 0,65 м/с. Дослідження проводились при наступних технологічних параметрах. Середній питомий тиск: - при зростаючому навантаженні – від Р = 1 МПа до Р = 10 МПа; - при тривалому навантаженні – Р = 7 МПа. Тривалість навантаження: - при зростаючому навантаженні – Вt = 2 години на кожній ступені; - при тривалому навантаженні – до Вt = 200 годин з відповідними інтервалами. Випробування проводились при змащуванні маслом індустріальним. Результати випробувань по величині зносу зразків в залежності від тривалості навантаження та в залежності від середнього питомого тиску приведені на рис. 2 - 3. Рис. 2 – Зношування WВ, зразків в залежності від тривалості випробувань (навантаження), tВ: 1 – зразок після ХТО; 2 – зразок - еталон Рис. 3 – Зношування WВ, зразків в залежності від середнього питомого тиску, Р: 1 – зразок після ХТО; 2 – зразок - еталон Залежність величини зносу, ВW від тривалості навантаження, Вt (рис. 2) розподіляється на три зони: зону притирання, нестабільну та стабільну зони. Встановлено, що перехід від нестабільної зони до стабільної зони в межах тривалості навантаження від Вt = 25 годин до Вt = 40 годин. Швидкість зносу, tВW / в зоні притирання складає 9,689·10 -6 кг/год, в нестабільній зоні – 0,025·10-6 кг/год та в стабільній зоні – 0,004·10-6 кг/год. Незначна швидкість зносу в стабільній зоні супроводжується також мінімальним значенням ко- ефіцієнту тертя ковзання. Результати випробувань по визначенню коефіцієнту тертя в залежності тривалості навантаження та в залежності від середнього питомого тиску приведені на рис. 4 - 5. Рис. 4– Коефіцієнт тертя ковзання, f в залежності від тривалості навантаження, tв. Рис. 5 – Коефіцієнт тертя ковзання, f в залежності від навантаження, Р PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Дослідження корозійної стійкості і зношування модифікованих КХТО зразків Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 112 Рис. 6 – Зношування зразків, які підлягали різним способам термічної і хіміко-термічної обробок Результати випробувань показали високу зносостійкість і низький коефіцієнт тертя поверхні і зразка після КХТО, які не поступаються результатам, одержаним при відомих методах обробки: об’ємна закалка, азотування в розплаві солей, високотемпературна газова нітроцементація (рис. 6). Висновок Результати проведених експериментальних досліджень зразків, підданих комбінованій хімікоте- рмічній обробці показали кращі показники корозійної стійкості і зносостійкості в порівнянні з традицій- ними методами зміцнення поверхневих шарів сталевих деталей точної механіки. Література 1. Писаренко В.Г. Комбінована хіміко-термічна обробка як ефективний спосіб підвищення дов- говічності деталей точної механіки / В.Г. Писаренко // Проблеми трибології (Problems of Tribology). – 2011. – № 2. Надійшла 01.07.2011 Ч И Т А Й Т Е журнал “P r o b l e m s o f T r i b o l o g y” во всемирной сети I N T E R N E T ! http://www.tup.km.ua/science/journals/tribology/ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.tup.km.ua/science/journals/tribology/ http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com