Способ уменьшения коэффициента трения в циклически нагруженных сопряжениях

(51) 4 ф они ЕТЕН ий иСР.М.С титу У алья СССР 978. ельств 15/00,и с ЭФФИЦИЕН КЕННЫХ С оонщей ение относит еталей машин к спосо воздей ии, в частно позволяет по ствия кор коррозии,и фреттин сить фрет ость сопр нта тинг-усталожения. Пере4 тную долговесборкой соп ий, ра ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ КО ТРЕНИЯ В 1 ИКЛИЧЕСКИ НАГРУ) ПРЯЖЕНИЯХ(57) Изобретс бам защиты д ботающих в условиях фреттинг-уста лости, производят наводороживание контактирующих поверхностей тольк охватывающих и циклически не нагр женных деталей. Выдерживают навод женные детали на воздухе при норм ных условиях в течение 48-50 ч дл прохождения естественной десорбци не связанного с металлом водорода Наводороживание проводят электрол тически в 1 н. растворе серной ки лоты при плотности тока 3-5 А/дм течение 3-5 ч, В результате навод роживания поверхностная энергия к тактирующей поверхности охватываю детали существенно понижается, чт способствует уменьшению коэффицие трения в сопряжениях и повышает и фреттинг-усталостную долговечност 1 з,п. ф-лы. 1 табл.Р гмени наводороживания. аводороживание при плотности тока выше 5 А/дм может привести к нежелательному закипанию электролита, Наводороживание менее 3 ч не достаточно для удовлетворительного насыщения поверхности охватывающей детали водородом. Наводороживание более 5 ч может привести к перенасыщению водорода, что приводит к появлению микротрещин на поверхности металла.П р и м е р Проводят электролитическое наводороживание контробразцов (охватывающих деталей) из стали 65 Г в 1 н, растворе серной кислоты в течение 5 ч при плотности тока 4 А/дм. Состав стали 65 Г, Е: углерода 0,65; марганца 0,90; кремния 0,17, остальное железо. После электролиза контробраэцы помещают в воду, где наблюдается выделение с их поверхности водородных пузырьков, После этого для получения сравнительных данных контробразцы разделяют на две группы. Первую группу сразу после наводороживания испытывают в контакте с образцами на фреттинг-усталостную долговечность, вторую группу помещают в вытяжной шкаф для естественной десорбции не связанного с металлом водорода, По истечении 48 ч выделение водородных пузырьков с поверхности контробразцов, помещенных в воду, не наблюдается. Выдержка охватывающей детали на воздухе принормальных условиях нужна для того, чтобы произошла естественная десорбция не связанного с металлом водорода, При сопряжении охватывающей и охватываемой детали сразу после наводороживания не связанный с металлом водород, десорбируясь с поверхности охватывающей детали, диф фундирует в приповерхностные слои охватываемой детали, также понижая ее удельную поверхностную энергию.Поскольку циклические нагрузки, передаваемые при фреттинг-усталости, 45 приходятся на охватываемую деталь, ее усталостная прочность под действием водорода существенно снижается.При выдержке охватывающей детали на воздухе при нормальных условиях менее 48 ч естественная десорбция не связанного с металлом водорода может, произойти не полностью, Выдержка охватывающей детали на воздухе свьппе 50 ч связана с существенными временными затратами.Электролитическое наводороживание при плотности тока ниже 3 А/дм 2 приводит к значительному увеличению вре 13141Изобретение относится к машиностроению и может быть использованов соединениях, работающих в условияхфреттинг-усталости (защемленные ициклически нагруженные детали, циклически нагруженные соединения типавал - втулка и т,п,).Целью изобретения является повышение фреттинг-усталостной долговечности сопряжений, что достигается 1 Оустранением возможности разупрочнения контактируемой поверхности охватываемой детали водородом. Электролитическое наводороживание проводятвн, растворе серной кислоты приплотности тока 3-5 А/дм в течение3-5 ч,При электролитическом наводороживании водород в ионном состоянии адсорбируется и диффундирует вглубь 20металла под действием электрическогополя. Адсорбированный водород в значительной степени снижает поверхностное натяжение и удельную поверхностную энергию металла, При содержанииводорода в железе порядка (0,1-4) х. х 10м /кг его поверхностное натяжение и удельная поверхностная энергия снижаются примерно от 1600 х10 Дж/м до 600 10Дж/м ,30 После естественной десорбции водорода контробразцы с образцами также испытывают на фреттинг-усталостную долговечность. При этом плоский образец (90 х 3 х 10) консольно защемляют между двумя неподвижными плоскими контробразцами (10 х 3 х 25) и подвергают циклическому нагружению с частотой 12 1/с. Материал образцов и контр- образцов - сталь 65 Г. Контактное давление в защемленной части на протяжении всех экспериментов поддерживают постоянным, оно составляет 24 МПа. Поражения от фреттинг-коррозии образовываются в зоне максимальных механических напряжений, в защемленной части консольного образца. Испытания проводят при трех уровнях изгибающих напряжений в образце (260, 320, 380 МПа по 3 образца соответственно).Данные по фреттинг-усталостной долговечности образцов в контакте с наводороженными иненаводороженными контробразцами представленыв таблице,Ф31 Контробразцы Средняя фреттингусталостная долговечность образцов в млн.циклов при напряжениях изгиба,МПа 260 МПа 320 МПа 380 МПаНаводороженные ивыдержанные навоздухе в течение 48 ч 9,89 1,40 0,49 Наводороженные без выдержки на воздухе 1,49 0,41 0,16 Составитель В.ГришковТехред А.Кравчук Корректор А. Ворович Редактор Э,Слиган Заказ 2200/41 Тираж 640 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Ненаводороженные 2,39 0,58 0,29 Как видно из таблицы, фреттингусталостная долговечность образцов в контакте с наводороженными и выдержанными на воздухе в течение 48 ч контробразцами в среднем увеличивает 48 4ся в 2-3 раза, Вместе с тем, фреттингусталостная долговечность образцов,пребывающих в контакте с наводороженными и не выдержанными на воздухеконтробразцами, уменьшается по сравнению с ненаводороженными контробраэцами,Формула изобретения О1. Способ уменьшения коэффициентатрения в циклически нагруженных сопряжениях, включающий насыщение водородом зоны контакта охватывающейненагруженной и охватываемой нагруженной деталей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияфреттинг-усталостной долговечностисопряжения, перед сборкой электролитически наводораживают только контактирующую поверхность охватывающей детали и выдерживают ее после электролиза на воздухе при нормальных условиях в течение 48-50 ч.2 е Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что наводороживаниепроводят в 1 н, растворе серной кислоты при плотности тока 3-5 А/дм втечение 3"5 ч.