ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Образование прилипших пленок в результате процесса схватывания из "Адгезия пленок и покрытий " Образование прилипших пленок в результате процесса схватывания. Адгезию металлических порошков к металлическим поверхностям можно усилить в результате процесса схватывания металла, или, как его иначе называют, холодной сварки . [c.226] Рассмотрим в общих чертах причины усиления адгезионной прочности в результате процесса схватывания. Как мы уже неоднократно отмечали, площадь фактического контакта поверхностей зависит от их шероховатости. Внешнее давление способствует росту площади контакта. При наличии внешнего давления металл в зоне контакта может находиться в упругом и пластическом состояниях. [c.226] При сближении поверхностей под воздействием внешнего усилия происходят следующие процессы пластическая деформация выступов шероховатой поверхности, по которым осуществляется фактический контакт осадка деформированных поверхностей и возникновение новых точек контакта. Эти новые точки контакта, в свою очередь, способствуют дальнейшей осадке контактирующих поверхностей. Процесс будет идти до тех пор, пока контакт между поверхностями будет ос5 ществляться не только по выступам, но и по впадинам шероховатых поверхностей. При дальнейшем росте внешней нагрузки может начаться деформация материала у впадин. Упрочнение поверхности будет оказывать влияние на дальнейшую деформацию выступов [178]. В результате всех этих процессов произойдет сближение контактирующих тел. [c.226] Таким образом, в процессе схватывания наблюдается усиление адгезии, которое происходит при сближении двух тел за счет внешнего давления и вызвано возникновением металлических связей. [c.227] Из формул (У,14) и (У,15) следует, что радиус кривизны (меньшему радиусу кривизны соответствует более выпуклая поверхность) тем меньше, чем меньше отношение т. е. чем значительнее сопротивление осадки контактирующих поверхностей под действием внешней нагрузки. С уменьшением радиуса кривизны увеличивается возможность искажения формы шероховатой поверхности после снятия нагрузки. [c.228] Если обозначить расстояние между точками 1 ж 2 (см. рис. У,5), расположенными на адгезиве и субстрате, через г/, то после снятия нагрузки оно будет равно [1781 г///-,- (0,6. /о )-1. С увеличением происходит лучшая осадка контактирующих поверхностей и снижается у, что приводит к росту адгезионного взаимодействия. [c.228] Под действием внешнего усилия, а также в результате повышенной адгезии при схватывании в адгезиве и субстрате возникают остаточные внутренние напряжения. [c.228] Остаточные напряжения могут вызвать как усиление адгезионных связей, так и их разрушение. Для оценки соотношения между процессами усиления и разрушения адгезионных связей необходимо знать величину, при которой начинается пластическая деформация, ведущая к разрушению адгезионного взаимодействия. После снятия нагрузки могут образоваться остаточные упругие напряжения, которые вызывают деформацию металла в зоне контакта и могут привести к растрескиванию металла, что может снизить упругие напряжения, вызванные внешним давлением. Когда к мол енту достижения предела текучести вероятность возникновения внутренних напряжений велика, то мон ет начаться пластическая деформация и разрушение адгезионного взаимодействия. [c.228] Помимо процесса деформации для схватывания металлов необходимо выполнение ряда других условий, способных усилить адгезионное взаимодействие. К числу этих условий относится удаление загрязнений, окисных и адсорбционных пленок. [c.228] Без очистки адгезионная прочность составляет (2,0-f-2,5) X X 10 Па. [c.229] Приведенные данные свидетельствуют о том, что промывка водой и очистка щетками не являются достаточно эффективными способами удаления масляных загрязнений. [c.229] Для интенсификации процесса схватывания необходимо подбирать контактирующие металлические пары. Большая адгезионная прочность наблюдается у металлов, которые взаимно растворимы друг в друге. Так, адгезионная прочность пары никель — медь составляет 3 -10 Па, а при замене меди серебром, которое хуже растворяется в никеле, чем медь, адгезионная прочность снижается до 1,25 -10 Па. Растворимость хрома и алюминия в железе относительно хорошая, адгезионная прочность этих контактирующих пар тоже значительная. Магний фактически нерастворим в железе, и его адгезионная прочность весьма незначительна. [c.229] Адгезия при схватывании зависит от температуры плавления контактирующих партнеров. Адгезионную прочность металлов, имеющих низкую точку плавления, можно повысить путем нанесения подслоя металла с более высокой температурой плавления. Влияние подслоя определяли при контакте двух однородных металлов, когда имела место так называемая вторичная когезия (см. с. 145). Вторичная когезионная прочность алюминия, определяемая на срез, составляет 1,88 10 Па. При нанесении подслоя из стали, содержащей 0,1% (масс.) углерода, вторичная когезионная прочность повышается до 2,54 -10 Па. Но если нанести подслой металла с более низкой температурой плавления, то адгезионная прочность снижается. Вторичная когезионная прочность по отношению к стали, содержащей 0,8% (масс.) углерода, равна 4,09 -10 Па, а при нанесении подслоя из цинка она снижается до 1,19-10 Па [169]. [c.229] Интенсификацию процесса схватывания металлов можно осуществить под действием ультразвука. Ультразвук способствует пластической деформации соприкасающихся поверхностей [179]. Пластическая деформация вызывается действием переменных внутренних напряжений, генерируемых ультразвуком. В результате увеличивается площадь контакта и усиливается адгезионная прочность. Это усиление определяется мощностью генератора ультразвуковых колебаний. [c.229] Вернуться к основной статье