Материалы с высокой твердостью поверхности

Материалы. Для передач Новикова применяют те же материалы, что и для эвольвентных (см. табл. 8.7). Наиболее распространены материалы с твердостью рабочих поверхностей <350 НВ. Напомним (см. 8.11), что применение материалов с высокой твердостью поверхности (цементация, ТВЧ, азотирование и пр.) в эвольвентных передачах направлено в основном на повышение контактной прочности и сближение ее с прочностью по изгибу. В передачах Новикова такое сближение достигается путем существенного увеличения площади пятен контакта. Поэтому применение материалов с высокой твердостью поверхности здесь менее эффективно. Уменьшая способность к приработке, они не приводят к существенному повы-щению нагрузочной способности. Ограничением становится прочность по изгибу. [c.206]

В зависимости от механических и фрикционных свойств износостойкие материалы подразделяют на три группы 1) материалы с высокой твердостью поверхности 2) антифрикционные материалы, имеющие низкий коэффициент трения скольжения 3) фрикционные материалы, имеющие высокий коэффициент трения скольжения. [c.334]

Материалы с высокой твердостью поверхности [c.334]

Материалы с высокой твердостью поверхности. Наибольшее применение в машиностроении нашли малоуглеродистые легированные стали, поверхность которых упрочняют цементацией, нитроцементацией или азотированием. При термической обработке цементованных и нитроцементованных изделий желательно обеспечить наличие в поверхностном слое значительного количества карбидов зернистой формы. Сведения об указанных сталях содержатся в табл. 4.1.2. [c.655]

Уменьшение передних углов целесообразно и при переменных нагрузках (обработка прерывистых поверхностей, ударная нагрузка, например, при строгании), при обработке хрупких материалов (нагрузка на переднюю поверхность расположена в непосредственной близости от режущей кромки, так как уменьшение передних углов способствует упрочнению режущей кромки). С этой же целью уменьшаются передние углы и у резцов, рабочая часть которых выполнена из инструментальных материалов с высокой твердостью, но малой прочностью и ударной вязкостью (твердые сплавы, минералокерамика, сверхтвердые материалы). Одним из средств упрочнения режущего клина является ленточка (фаска), расположенная вдоль главной режущей кромки ширина ее / зависит от подачи. Для резцов из быстрорежущих сталей передний угол по ленточке изменяется от О до +8°, для резцов из твердых сплавов — до —10°, у минералокерамики и сверхтвердых материалов — до —20°. Упрочнение режущего клина прн уменьшенных и в особенности отрицательных значениях переднего угла объясняется изменением соотношения сил, действующих на режущий клин за счет увеличения радиальной составляющей силы резания. При этом в клине перераспределяются нагрузки, возникают преобладающие сжимающие напряжения, допускаемые значения которых у хрупких инструментальных материалов значительно превышают допускаемые напряжения на изгиб и растяжение. Вместе с тем увеличение радиальной составляющей приводит к повышению деформации системы СПИД, что необходимо учитывать при назначении режимов обработки. Значения перед- [c.126]

Для обеспечения одинаковой контактной выносливости зубьев шестерни и колеса рекомендуется назначать такое сочетание материалов колес, чтобы твердость поверхности зубьев шестерни превышала твердость зубьев колеса на 25...70 НЕ. Если критерием работоспособности является выносливость зубьев по изгибным напряжениям, материал шестерни должен иметь более высокие механические характеристики, чем материал колеса, с тем чтобы приблизительно выполнялось условие равнопрочности [c.130]

Материалы вкладышей. Материал вкладышей должен обладать низким коэффициентом трения, отсутствием склонности к заеданию, высокой теплопроводностью и сопротивляемостью хрупкому разрушению при действии ударных нагрузок, достаточно высокой износостойкостью. Изнашиваться должен вкладыш, а не цапфа вала, так как замена вала значительно дороже вкладыша. Долговечность вкладыша увеличивается с увеличением твердости поверхности цапфы вала, поэтому последнюю, как правило, обрабатывают до высокой твердости. [c.301]

Метод пропитки применяют для получения композиционного материала с внешним армированием, предназначенного для изделий, работающих на трение. Такой износостойкий материал получали методом заливки алюминиевого сплава в форму с уложенной в ней тканью из карбидов тугоплавких металлов — тантала, титана или вольфрама [163, 164]. После затвердевания структура поверхности материала представляет собой две фазы 75— 80% фазы с высокой твердостью, состоящей из карбидов и сплава матрицы. Испытания на трение показали, что армированный с поверхности тугоплавкими карбидами алюминиевый сплав 6061 имеет значительно более высокую стойкость к истиранию по сравнению с неармированным сплавом 6061, заэвтектическим алюминиевым сплавом, содержащим 18% по массе кремния, и композиционным материалом алюминий—углерод. [c.97]

Из приведенного примера видно, что для деталей машин, основной характеристикой которых служит прочность, следует применять материалы с высокими механическими характеристиками. Детали, основным критерием работоспособности которых является контактная прочность (например, подшипники и направляющие качения, зубчатые и фрикционные передачи, шарниры цепей, роликовые муфты и патроны), следует изготовлять из материалов, позволяющих упрочнять рабочие поверхности деталей до высокой твердости при сохранении необходимой прочности сердцевины. [c.224]

Дробеструйную обработку производят с помощью дробеметов после механической обработки. Ее осуществляют в специальных камерах, где дробинки перемещаются с большой скоростью за счет потока воздушной струи после удара о поверхность детали они падают в приемник и используются повторно. Дробь изготовляют из отбеленного чугуна, стали, стекла и других материалов, обладающих высокой твердостью. Диаметр дроби 0,2-1,5 мм. Удары концентрируются на весьма малых поверхностях, поэтому вызывают большие местные давления. Поскольку зоны удара располагают чрезвычайно близко друг к другу, вся рабочая поверхность детали оказывается упрочненной. Глубина упрочненного слоя при дробеструйной обработке составляет до 0,7 мм. Поверхностный слой становится более твердым, износостойким, в нем создаются напряжения сжатия, они повышают усталостную прочность, возникающую при работе с переменными нагрузками. Кроме того, сглаживаются мелкие поверхностные дефекты. После такого упрочнения срок службы деталей возрастает в ряде случаев в несколько раз. [c.150]

Эти материалы предназначены для таких изделий массового производства, как подшипники качения и зубчатые колеса. Усталостное выкрашивание на их рабочих поверхностях вызывают циклические контактные напряжения сжатия. Они создают в поверхностном слое мягкое напряженное состояние, которое облегчает пластическое деформирование поверхностного слоя деталей и, как следствие, развитие в нем процессов усталости. В связи с этим высокая контактная выносливость может быть обеспечена лишь при высокой твердости поверхности, необходимой также для затруднения истирания контактных поверхностей при их проскальзывании. [c.336]

Технологичная конструкция детали предполагает рациональную простановку размеров, допусков и знаков чистоты обработки. Она должна иметь минимальную трудоемкость изготовления. Минимальная и высококачественная обработка детали, помимо указанных требований, должна обеспечиваться за счет хорошей обрабатываемости материала. Например, детали из низкоуглеродистых сталей (С до 0,3%) невозможно обработать с высокой чистотой поверхности, такие детали плохо шлифуются и чистота обработки их обычно находится в пределах 6-го класса. Если детали изготовляются из более твердых материалов, то они могут быть обработаны более чисто. Повышение твердости материала детали может быть достигнуто за счет термической обработки высокоуглеродистых сталей или за счет применения более твердых материалов и сплавов. Стали со средним содержанием углерода и легированные стали дают более высокую чистоту обработки при термической обработке с высокотемпературным отпуском (улучшение). Стали с высоким содержанием углерода (У10, У12) обеспечивают хорошую чистоту и хорошую обрабатываемость в отожженном состоянии. [c.113]

При использовании колес с высокими твердостями рабочих поверхностей зубьев опасность повреждения поверхности зубьев уменьшается. Поэтому применяют такие материалы и термообработку, чтобы при выбранном способе нарезания зубьев получить колеса необходимой точности при максимально достижимой твердости рабочих поверхностей. [c.233]

В связи с низкой прокаливаемостью углеродистых сталей их применяют для инструмента диаметром от 5 до 25—30 мм, обрабатывающего мягкие материалы. Основное преимущество углеродистых сталей — возможность сохранения вязкой сердцевины при получении высокой твердости поверхности инструмента. [c.251]

Очевидно, ни один из металлов в чистом виде не годится в качестве материала для электрических контактов. Разработанные для контактов сплавы, такие, как серебро — медь, серебро — кадмий и др., имеют по сравнению с металлами повышенную прочность и твердость, поверхность их не тускнеет, но их электро- и теплопроводность значительно ниже. Для получения требуемых характеристик контактов в сильноточных цепях разрабатываются композиционные материалы, которые сочетают высокую электро- и теплопроводность с высокими температурами плавления и кипения, или обладают ни.зкой смачиваемостью и низкими фрикционными свойствами, и т д. Свойства типичных композиционных материа- [c.418]

Рассмотренный пример позволяет лучше понять следующие об1дие закономерности процесса коррозионно-механического изнашивания. Агрессивные среды, разрыхляя поверхности трения, усиливают процесс изнашивания температура в зоне трения значительно активизирует процесс коррозии и тем самым интенсифицирует процесс изнашивания. Увеличение контактного давления и скорости скольжения повышает температуру на поверхности трения и интенсивность изнашивания. С увеличением нагрузки возрастает напряжение в областях фактического контакта, что может привести к пластическому взаимодействию выступов шероховатых поверхностей и даже к схватыванию или микрорезанию. Для снижения возможности развития таких явлений необходимо разрабатывать узлы трении с минимальными нагрузками в паре и применять материалы с высокой твердостью. [c.138]

Для [федотвращения заедания гипоидных колес их изготов-лярог из сталей с высокой твердостью поверхности, применяют противозадирные смазочные материалы (гипоидное масло и др.). [c.373]

Для передач Новикова применяют те же материалы, что и для эвольвентных. Преимуществённое применение получили материалы с твердостью рабочих поверхностей НВ 350, поскольку применение материалов с более высокой твердостью в эвольвентных передачах объясняется стремлением повысить контактную прочность и сблизить ее с прочностью по изгибу. В передачах Новикова такое сближение обеспечивается существенным увеличением площади контакта соприкасающихся зубьев, поэтому применение материалов с высокой твердостью здесь менее эффективно. Уменьшая способность к взаимной приработке, зубчатые колеса из таких материалов не дают существенного повышения нагрузочной способности и ограничением при этом становится прочность по изгибу. [c.181]

Изменение концентрации и зернистости алмазов позволяет регулировать количество работающих зерен и, следовательно, расстояния между ними, а также высоту выступания зерен над связкой. Эти факторы оказывают непосредственное влияние на усилия, действующие на зерна, на глубину их врезания в материал, температуру в зоне обработки, интенсивность разрущения обрабатываемого материала, износ инструмента, параметры шероховатости обработанной поверхности, параметры трещиноватого слоя и на ряд других показателей процесса. Для обработки материалов на основе стекла применяют в основном круги низкой и средней концентрации (25.,.100 %). При крупных зернистостях, а также в целях снижения параметров шероховатости и дефектности обработанной поверхности концентрацию кругов необходимо повьпиать. Более высокая концентрация целесообразна также при обработке материалов с высокой твердостью, когда необходимо повысить стойкость инструмента. Например, для обработки технических ситаллов применяют инструмент со 100 %-ной концентрацией алмазов, а при торцовом шлифовании технического стекла - с 25-50 %-ной концентрацией. [c.144]

При проверке по формулам (9.31) и (9.34) можно получить Ор значительно меньше [ tj,], что не является недопустимым, так как нагрузочная способность большинства передач ограничивается контакг-ной прочностью, а не прочностью на изгиб. Если расчетное значение ст - превышает допускаемое, то применяют колеса, нарезанные с положительным смещением инструмента, или увеличивают пг, стр>[ст .] означает, что в передаче из данных материалов решающее значение имеет не контактная прочность, а прочность зубьев на изгиб. На практике к таким передачам относятся передачи с весьма ограниченным сроком службы и передачи с высокой твердостью рабочих поверхностей зубьев — [c.186]

Решение. 1. Материалы зубчатых колес. Шевронные передачи— это высоконагруженные быстроходные передачи. Поэтому для зубчатых колес принимаем сталь с высокой твердостью рабочих поверхностей зубьев. По табл. 9.2 для шестерни и колеса принимаем одну и ту же марку стали 40ХН с одинаковой термообработкой — улучшение с закалкой ТВЧ до твердости поверхностей зубьев 49...54 HR ,, ст, = 750 Н/мм , при предполагаемом диаметре- заготовки шестерни ><200 мм и ширине заготовки колеса 5<125мм. Выбираем одинаковое, примерно среднее, значение твердости зубьев 51 HR . [c.198]

UH TpyM HtaAbHbie материалы. Металлорежущий инструмент может производить срезание слоя материала с поверхности заготовки в том случае, если его режущая часть изготовлена или оснащена инструментальным материалом, обладающим высокой твердостью, прочностью, температуростойкостью и износостойкостью. [c.70]

Материалы. Материалы червяка и червячного колеса выбираются из условий минимального износа и потерь на трение, обеспечения стойкости против заедания. Червяки изготовляются обычно из углеродистых сталей (40, 45) и легированных (15ХА, 40ХН). Наилучшими являются червяки с высокой твердостью рабочих поверхностей витков (полученной закалкой или цементацией и закалкой до Я/ С 56—62) и высокой чистотой рабочих поверхностей (достигается шлифованием). [c.312]

Последнее время находит применение новый метод отделочной обработки путем алмазного выглаживания. Алмазное выглаживание резко снижает шероховатость поверхности, пр1И этом упрочняется поверхностный слой с образованием в нем благоприятных напряжений сжатия. Особенностью алмазного выглаживания в отличие от других методов обработки пластическим деформированием является применение алмаза в качестве инструментального материала. Алмаз в этой ролн обладает существенными преимуществами по сравнению с другими инструментальными материалами чрезвычайно высокой твердостью низким коэффициентом трения по металлу высокой степенью чистоты, с которой может быть отполирован алмаз. [c.176]

Абразивные материалы имеют высокие твердость, красностойкость (1800... 2000 °С) и износостойкость. Инструменты из абразивных материалов позволяют обрабатывать детали со скоростью резания 15. .. 100 м/с. Абразивньге инструменты используют главным образом для окончательной обработки заготовок, когда к ним предъявляют повышенные требования по точности и шероховатости обработанных поверхностей. [c.325]

При а =120° величина Aft = = 0,288Ad. Диаметры отпечатков измеряют, как и в случае определения твердости по Бринеллю, с помощью микроскопа МПБ-2. Следует отметить, что на результат измерения размеров отпечатков влияет вспучивание металла по краям отпечатка. Поэтому перед измерением вспучивание удаляют шлифовкой или проводят первое измерение после приработки деталей. Применение метода отпечатков затруднено, когда износ сопровождается пластической деформацией поверхностного слоя, приводящей к искажению формы и заплыванию отпечатков. При использовании метода микротвердости отпечатки после испытания деталей трудно обнаружить. Форма отпечатков после снятия нагрузки на индентор заметно изменяется, особенно у материалов с высоким пределом текучести, в результате упругого восстановления материала. М. М. Хрущов и Е. С. Беркович разработали способ нанесения углублений — метод вырезных лунок. На поверхности детали вырезают с помощью вращающегося алмазного резца (в виде трехгранной призмы) углубление в форме остроугольной лунки (рис. 20.36). Глубину лунки определяют по формуле h = 0,125/7 , где I — длина лунки г — радиус вращения резца. Линейный износ для плоской поверхности определяют по уменьшению глубины лунки А/г = 0,125 1 — / ) Преимущества метода 1зырезных лунок перед методом отпечатков — отсутствие выдавливания металла по краям лунки, изме- [c.408]

В общем случае усталостного изнашивания необходиьюсть достижения высокой твердости поверхностей проблематична. Увеличение твердости, как правило, сопровождается исчерпанием запаса пластичности и способности дальнейшего накопления деформации [84]. Не случайно практически одновременно с теорией усталостного изнашивания в триботехнику было введено правило положительного градиента механических свойств [83]. Суть правила сводится к необходимости снижения прочностных характеристик материалов по мере приближе- [c.8]

К режущим сверхтвердым материалам относятся природные (алмаз) и синтетические материалы. Самым твердым из известных инструментальных материалов является алмаз. Он обладает высокой износостойкостью, хорошей теплопроводностью, малыми коэффициентами линейного и объемного расширения, небольшим коэффициентом трения и малой адгезионной способностью к металлам, за исключением железа и его сплавов с углеродом. Наряду с высокой твердостью алмаз обладает и большой хрупкостью (малой прочностью). Предел прочности алмаза при изгибе = = 3000 МПа, а при сжатии = 2000 МПа. Твердость и прочность его в различных направлениях могут изменяться в 100—500 раз. Это следует учитывать при изготовлении лезвийного инструмента. Необходимо, чтобы алмаз обрабатывался в мягком направлении, а направление износа соответствовало бы его твердому направлению. Алмаз обладает высокой теплопроводностью, что благоприятствует отводу теплоты из зоны резания и обусловливает его малые тепловые деформации. Низкий коэффициент линейного расширения и размерная стойкость (малый размерный износ) алмаза обеспечивают высокую точность размеров и формы обрабатываемых деталей. Большая острота режущей кромки и малые сечения среза не вызывают появления заметных сил резания, способных создавать деформацию обрабатываемой детали и отжатия в системе СПИД. К недостаткам алмаза относится и его способность интенсивно растворяться в железе и его сплавах с углеродом при температуре резания, достигающей 750° С (800° С), что в наибольшей мере проявляется в алмазном лезвийном инструменте при непре-швном контакте стружки с поверхностью его режущей части, 1ри температуре свыше 800° С алмаз на воздухе горит, превращаясь в аморфный углерод. К недостаткам алмазных инструментов также относится их высокая стоимость (в 50 и более раз сравнительно с другими инструментами) и дефицитность. В то же время алмазный инструмент отличается высокой производительностью и длительным сроком службы (до 200 ч и более) при обработке цветных металлов и их сплавов, титана и его сплавов, а также пластмасс на высоких скоростях резания. При этом обеспечиваются высокая точность размеров и качество поверхности, что, как правило, исключает необходимость операции шлифования обрабатываемых деталей, [c.92]

Метод Роквелла основан на статическом вдавливании в испытуемую поверхность наконечника под определенной нагрузкой (рис. 55, б). Значение твердости определяют по глубине (мм) остаточного вдавливания наконечника и измеряют в условных единицах. За единицу твердости принята величина, соответствующая внедрению наконечника на 0,002 мм. В качестве наконечников применяют для отожженной стали и других материалов средней твердости (до 230 НВ) стальной шарик D == 1,59 мм и для материалов более высокой твердости алмазный конус с углом при вершине 180°. [c.115]

Наряду с теплоизносостойкостью режущий инструмент должен обладать и достаточной прочностью режущей кромки. Твердые сплавы и керамические материалы, обладая высокой твердостью и теплоизносостойкостью, в то же время очень хрупки и плохо выносят ударную нагрузку, нагрузку на изгиб и срез. Поэтому для упрочнения режущей кромки у резцов, оснащенных пластинками твердых сплавов, принимают отрицательные передние углы вдоль всей передней поверхности или на ширине / > 4 лл (при обработке сталей с > 80 кгЫмг), отрицательные передние углы на узкой ленточке, а также положительное значение угла наклона главной режущей кромки. [c.204]

Испытания производились при скольжении закаленной поверхности по нормализованной. Выбор этого варианта обусловлен тем, что на практике часто изготавливают шестерню и колесо пары из одного и того же материала, но с различной термической обработкой. Например, в случае стали 40Х для шестерни принимают улучшение (закалка с высоким отпуском), а для колеса — нор.мализацию. Применение. материалов с различной твердостью для изготовления шестерен и колес зубчатых пар целесообразно для уменьшения коэффициента трения скольжения [177]. [c.119]

Повышение надежности и долговечности изделий представляет собой весьма актуальную проблему. Одно из направлений ее решения — создание поверхностей с высокой износостойкостью. В последнее время многие исследователи пытаются получить тонкие поверхности газотермическим напылением покрытий из материалов, обладающих высокой твердостью и износостойкостью. Наибольшие успехи в этом направлении достигнуты применением газопламенного или плазменного напыления покрытий из порошковых твердых сплавов системы №—Сг—В—81 с последующим их оплавлением. В нашей стране во ВНИИТСе разработано несколько марок самофлюсующихся твердых сплавов для напыления и освоен их массовый выпуск [1, 2]. Однако покрытия из таких сплавов не полностью удовлетворяют требования производства по износостойкости. [c.245]

С помощью разработанной методики скользящего пучка рентгеновских лучей получены важные для практики сведения о структурном состоянии поверхностных слоев металлических материалов, обработанных технологическими методами, в частности, шлифованием и при прокатке. В процессе шлифования произошел распад двухфазного сплава, так называемое альфирование. которое привело к уменьшению иа два порядка числа циклов до разрушения авиационных лопаток. При этом обычно контролируемые свойства сплава не показывали отклонений от нормы. Лишь анализ тонкого поверхностного слоя, составляющего доли микрометра, выявил изменение структуры, которое в процессе эксплуатации лопаток привело к их катастрофическому износу [3]. Аналогичным образом была вскрыта причина разрушения высокопрочной стали при трении в паре с относительно мягкой оловянистой бронзой [1], При исследовании тонкого поверхностного слоя бронзы обнаружено наличие интерметаллической фазы (Сиз18пв), вызванное диффузионным притоком атомов олова к поверхности. Образование в приповерхностной зоне бронзы новой фазы с высокой твердостью резко изменило механизм трения взаимодействующих материалов и привело к увеличению на несколько порядков интенсивности износа стали, сопряженной с бронзой. [c.46]

Материалы червяка и колеса. Для червяка применяют тс же марки сталей, что и для зубчатых колес (табл. 2.1). С целью получения высоких качественных показателей переда ш применяют закалку до твердости >45НКСэ, шлифование и полирование витков червяка. Наиболее технологи шыми являются эвольвентные червяки 21), а перспективными —нелинейчатые образованные конусом 2К) или тором 2Т). Рабочие поверхности витков нелинейчатых червяков шлифуют с высокой точностью конусным или тороидньш кругом. Передачи с нелинейчатыми червяками характеризует повышенная нагрузочная способность. [c.30]

Белыми называют чугуны в которых углерод находится в связанном состоянии в виде цементита РезС. Эти чугуны, фазовые превращения которых протекают согласно диаграмме Ре-С, подразделяются на доэвтектические, эвтектические и заэвтектические. Из-за больщого количества це.ментита белые чу гуны имеют высокую твердость (НВ4500...5500 МПа), хрупкие и практически не поддаются обработке резанием, поэтому в качестве конструкционных материалов практически не применяются. Их можно применять аля деталей от которых требуется высокая износостойкость поверхности. Например, изготавливают шары шаровой мельницы для раз.мола руды и минералов. [c.56]

Серебро. Среди металлов серебро — наиболее низкоомный проводник величина р = 0,016 ом Температурный коэффициент сопротивления TKR = 3,6 10 /1 град. Температура плавления серебра 960° С. Серебро отличается небольшой твердостью оно является высокопластичным металлом, легко претерпевающим упругие деформации. Его окисление на воздухе при нормальной температуре протекает весьма медленно, поэтому его используют для покрытий проводников в высокочастотных элементах. При высоких частотах сопротивление посеребренного проводника может быть в десятки раз ниже, чем медного. При повышенных температурах (свыше 200° С) серебро на воздухе начинает окисляться. Если в воздухе присутствуют сернистые соединения, то на поверхности образуется слой сернистого серебра AgjS с высоким удельным сопротивлением. Для защиты серебряного покрытия от окисления и воздействия сернистых соединений в некоторых случаях, на него наносят слой лака или весьма тонкий слой (толщиной доли микрона) палладия. Из серебра выполняют электроды слюдяных и керамических конденсаторов проводниковые элементы схем, провода высокочастотных катушек и т. п. Серебро является компонентом различных сплавов и контактных материалов. [c.274]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...