Dybden af hårdhed ved bøsning af slidstyrke

Dybden af hårdhed ved bøsning af slidstyrke

Som et indeks for materialemodstand mod lokal plastdeformation har hårdhed en stærk sammenhæng med bøsning af slidstyrke, men forholdet mellem de to er ikke simpelt lineært, men ved slidmekanismen, arbejdsvilkårene, materialemikrostruktur og andre faktorer. Følgende analyse fra rollen som princip, påvirker loven, grænsevilkår:

Først det grundlæggende princip om hårdhed og slidstyrke

1. hæmmende virkning af hårdhed på slidmekanismen
(1) Slibende slidkontrol
Slibende slidkontrol:Når hårde partikler (såsom jernfilinger og støv) er indlejret i overfladen af bøsningen, modstår det høje hårdhedsmateriale (f.eks. Hrc 60+ bærende stål) partikelindrykket, så slibemæssige partikler kun producerer overfladefurer snarere end dybe snit.
Datasupport:45 # stål (HB200) i smøremiljøet indeholdende SiO₂ -partikler (hårdhed HV1000), slidhastigheden på 0,5 mg / t; og GCR15 (HRC62) bærer hastighed ned til 0,05 mg / h, et fald på 90%.

(2) Klæbende slidinhibering
Mikroskopisk proces:Materialer med lav hårdhed (såsom aluminiumslegering) i højhastighedsfriktion, overflademetallet er let at blødgøre på grund af lokal temperaturstigning og forekomsten af "kold svejsning", dannelsen af klæbende knuder; Materialer med høj hårdhed (såsom slukket stål) overfladetoppe med høj styrke, knuderne er ikke lette at rive, reducere materialemigration.
Typisk sag:Uhærdet 20# stålbøsning (HB140) Efter 100 timers drift uden smøring, dukkede åbenlyse adhæsionshuller på overfladen; Efter karburering og slukning til HRC58 faldt dybden af groberne fra 0,15 mm til 0,02 mm.

2. synergistisk effekt af hårdhed og overflademikrostruktur
Styrkelse ved kornforfining:Materialer med høj hårdhed ledsages ofte af fin kornorganisation (f.eks. Martensitkornstørrelse <5μm i bærende stål efter slukning), og den hindrende virkning af korngrænser på forskydningsbevægelse forbedres, hvilket gør det vanskeligere at fremstille slidriller på overfladen.
Rollen af den anden fase partikler:Cementerede carbidbøsninger (såsom WC-CO) i den diffuse fordeling af WC-partikler (hårdhed HV2000) som en "mikroskopisk rustning", når matrixhårdheden (HRC65) og den anden fase, der skal matches, kan slid reduceres med 70% sammenlignet med et enkelt metal.

Anden. Kvantitativ hårdt
1. lineær korrelationsinterval (tør friktionstilstand ved stuetemperatur)

BEMÆRK: Data baseret på tør friktion glidningstest (belastning 50N, hastighed 0,5 m/s)

2. Ikke-lineær overgangsfænomen (efter overskridelse af kritisk hårdhed)

Risiko for sprød slid:Når hårdheden overstiger HRC68 (f.eks<5MPa/m¹/²) decreases considerably, microcracking occurs under impact loading and the wear rate rises. For example:

SI3N4 keramiske bøsninger (HRC75) har en slidhastighed 3 gange højere end HRC62, der bærer stål under ikke -forbrugte påvirkningsbetingelser.

Optimal hårdhedsområde: The optimum hardness for wear resistance of most metal-based bushings is between HRC55-62, where the Vickers hardness (HV) and the logarithm of the wear rate are linearly negatively correlated (R²>0.92).

For det tredje modulering af arbejdsvilkårene på hårdheden - slidbestandighedsforhold

1. Indflydelsen af smøringstilstand

Grænse smøring:I oliefilmen er ufuldstændig (såsom Stribeck -kurve for den blandede smøringszone), kan høj hårdhed (HRC 60 +) bøsninger punktering af oxidationslaget i oliefilmen for at opretholde stabiliteten af grænsefilmen, slidhastigheden end den lave hårdhed af materialet er lavere end 40%.

Fuldfilmsmøring:When the oil film thickness (h>1μm) dækker fuldstændigt overfladegrødet, virkningen af hårdhed er svækket. For eksempel er forskellen i slidhastighed mellem en kobberlegeringsbøsning (HB120) og en lejestålbøsning (HRC62) under dynamisk tryksmøring <5%.

2. temperatur og hastighedskoblingseffekt

Blødgøring af høj temperatur:45 # stål (HRC40) i 200 grad, når hårdheden falder til HB180, øges slidhastigheden end stuetemperatur 2,5 gange; og varmebestandigt stål (såsom 1CR13, HRC50) i 300 grader, når hårdhedsretentionen> 90%.

Højhastigheds termisk effekt:Når den lineære hastighed> 10 m/s, højhårdhedsmaterialer (keramik med lav termisk ledningsevne) på grund af friktionsvarmeopbygning, der fører til overfladeindretning, kan slidhastighed vendes for at overstige det mellemhårdhedsmetal (såsom bronze).

For det fjerde strategi for hårdhedsoptimering i tekniske applikationer

1. Gradient Hardness Design

Overfladehærdningsproces:Anvendelsen af nitridering (hårdhed af infiltrationslaget HV900-1200), laser-slukning (overflade HRC65-70) og andre teknologier, så overfladen af bøsningens hårde kerne hård. For eksempel:

Efter at knastakselbøsningen af bilmotoren er ionnitrideret, reduceres overfladetøj med 60% sammenlignet med den for hele hærdede del, og på samme tid undgås kernens sprøde brud.

2. Matching af hårdhed og andre egenskaber

Hårdhed - sejhedsbalance:Bygningsmaskinerbøsninger (f.eks. Gravemaskiner Bucket Shaft Bushings) skal hærdes til HRC45-50, hvor påvirkningssejheden (større end eller lig med 25J/cm²) forhindrer flisning på grund af klippebeklædning og udvider bøsningens levetid med 1,8 gange sammenlignet med HRC60-bøsninger.

Hårdhed - Korrosionsmodstandskoordination:Havvandspumpebøsning af 316L rustfrit stål (HRC28-32), skønt hårdheden er lavere end det lejede stål, men passiveringsfilmkorrosionsmodstanden, så det omfattende liv (8000 timer) end krombelastet stål (HRC60, livet på 5000 timer) længere.

Fem, typiske fiasko -tilfælde og hårdhedskorrelationsanalyse

1. Slibende slidfejl (minemaskiner)

Fejlfænomen:En knuserspindelbøsning (45 # stål, HB220), der løber 3 måneder efter, at den indre diameter slid overstiger 0,3 mm, langt mere end den tilladte værdi på 0,1 mm.

Hårdhed tilskrivning: Malmstøv (hårdhed HV800-1200) overskred langt overfladen hårdhed af bøsningen, og det blev anbefalet at bruge GCR15 med stål med HRC58-62, som forventedes at udvide levetiden til mere end 1 år . 2.

2. klæbende slidfejl (kompressor)

Fejlfænomen: Aluminiumslegeringsbuske (HB90) blev grebet ved opstart uden smøring, og metaloverførselsspor dukkede op på overfladen.

Forbedringsforanstaltninger: Hård krombelægning (HV1000) på overfladen øgede hårdheden med 10 gange, og den kritiske hastighed af vedhæftning blev forøget fra 2 m/s til 8m/s, hvilket med succes løste problemet med at klæbe.

Oversigt:Indflydelsen af hårdhed på bøsningen af bøsningen følger loven om "positiv korrelation inden for det effektive interval, ikke-lineært efter at have overskredet tærskelværdien". I ingeniørdesign er det nødvendigt at kombinere slidtypen (slibende/adhæsion/træthed), parametre for arbejdstilstand (belastning/hastighed/temperatur) og materiale, der matcher for at kontrollere hårdheden i det optimale interval (normalt HRC45-62) og at optimere ydeevnen for "ydre hårdhed og indre hårde" gennem overfladestyrningsteknologi, således at maksimere slidets liv i buske.

Kontakt os
📞 Telefon:+86-8613116375959
📧 E-mail:741097243@qq.com
🌐 Officielt websted:https://www.automation-js.com/