|
Прогнозирование с использованием моделей при оценке работоспособности и параметров качества покрытий дает также возможность количественного учета влияния элементов технологического и эксплуатационного воздействия на работоспособность. Наилучшее сочетание параметров качества рабочего слоя соответствует тем обработкам, когда поверхность изделия в результате физического или химического воздействия насыщается требуемым химическим элементом, а окончательное тепловое воздействие формирует оптимальную структуру покрытия и его физико-механические свойства. По характеру влияния на прочность и пластичность большинство основных видов упрочнения можно разбить на три основные группы: повышающие прочность и пластичность; повышающие прочность и снижающие пластичность; а также снижающие прочность и повышающие пластичность. К первой группе относятся химикотермические и физико-химические процессы насыщения карбидообразующими элементами, ко второй виды упрочнения, создающие покрытия, отличающиеся высокой твердостью при насыщении некарбидообразующими элементами, и, наконец, к третьей такие виды воздействия, при которых образуются ненапряженные покрытия. Работоспособность, однако, не является постоянной функцией времени, а может отклоняться от заданного при эксплуатации закона. Контроль за потерей работоспособности, регламентирование или даже управление ею являются для современного уровня развития машиностроения весьма важными. Прогнозирование работоспособности возможно несколькими способами, однако, наиболее прогрессивными являются способы, построенные на физических моделях или на количественных методах диагностики. Исходя из вышеизложенного, ведущая роль в повышении ресурса работы изделия и обеспечении прочности и эксплуатационных характеристик его узлов и деталей, а также инструментов, применяющихся для его изготовления принадлежит свойствам его поверхности. Получение поверхности с высокими 112 |
Таблица 1.1 11 Система основных характеристик поверхностной прочности Система основных характеристик поверхностной прочности Параметры основных характеристик — Методы изменения параметров Физическая Остаточные напряжения, субмикроструктура Термическая и механикохимико-термическая обработка, электрофизические способы воздействия Химическая Степень легирования Различные способы поверхностного легирования [189] Структурная Тип, плотность, геометрия и топография упрочненных фаз Покрытия в совокупности с электрофизическими способами упрочнения, химикотермическая обработка Г еометрическая Волнистость, шероховатость Поверхностный наклеп и покрытия, элетрофизичсские методы Механическая Твердость, пределы прочности, выносливости, текучести и пропорциональности Термическая и химикотермическая обработка, наклеп, покрытия, физические способы упрочнения Наилучшее сочетание параметров качества рабочего слоя соответствует тем обработкам, при которых поверхность изделия в результате физического или химического воздействия насыщается требуемым химическим элементом, а окончательное тепловое воздействие формирует оптимальную структуру покрытия и его физико-механические 12 свойства. По характеру влияния на прочность и пластичность большинство основных видов упрочнения можно разбить на три основные группы: повышающие прочность и пластичность; повышающие прочность и снижающие пластичность; снижающие прочность и повышающие пластичность. К первой группе относятся химико-термические и физикохимические процессы насыщения карбидообразующими элементами, ко второй виды упрочнения, создающие покрытия, отличающиеся высокой твердостью при насыщении некарбидообразующими элементами, и, наконец, к третьей такие виды воздействия, при которых образуются ненапряженные покрытия. Совокупность системы основных характеристик поверхностной прочности и действующих механизмов изнашивания определяется более общей трибологической категорией, называемой признаком долговечности. Признак долговечности является, таким образом, внутренней характеристикой любой триботехнической системы и изменяется в зависимости от ее структуры и функциональных особенностей. Один и тот же признак долговечности может варьироваться, если изменяется вид • • ' К 9 технологического процесса получения покрытий. Причем количественные соотношения признака и параметров технологической обработки могут не совпадать для различных по природе технологических процессов. Все возможные при трении скольжения признаки долговечности по степени их взаимообусловленности с параметрами качества могут быть объединены в две основные группы. Прямое разрушение (группа 1) определяется в основном такими параметрами качества, как твердость и прочность материала. Усталостное поверхностное разрушение (группа 2) определяется типом структуры, механическими характеристиками, величиной и характером внутренних напряжений в покрытии. По степени влияния на работоспособность все технологические режимы упрочнения не идентичны. Так, для признаков долговечности 16 технологий являются важным направлением в увеличении надежности современных машин. С другой стороны, одной из важных проблем в эксплуатационном повышении долговечности является использование различной природы способов для снижения эффекта разрушающих процессов за счет изменения механизмов и кинетики повреждения при трении, а также за счет возмущений магнитного, элегарического и механического характера. Существует, однако, не менее важная в решении проблемы надежности машин обратная связь между работоспособностью и параметрами качества покрытий (см. рис. 1.1 линия 2). Она отражает возможности надежной оптимизации структуры и свойств покрытий и формулирование требований к технологиям нанесения высокопрочных слоев. Современные триботехнические задачи требуют развития не только традиционного способа оптимизации через эксперимент, но и физических и математических прогнозирующих моделей. Прогнозирование с использованием моделей при оценке работоспособности и параметров качества покрытий дает также возможность количественного учета влияния элементов технологического и эксплуатационного воздействия на работоспособность. Работоспособность, однако, не является постоянной функцией времени и может отклоняться от заданного при эксплуатации закона. Контроль за потерей работоспособности, регламентирование или даже управление сю являются для современного уровня развития машиностроения весьма важными. Прогнозирование работоспособности возможно несколькими способами, однако наиболее пр01рессивными являются способы, построенные на физических моделях или на количественных методах диагностики. Прогнозирование долговечности по моделям или данным диагностики (см. рис. 1.1 линия 3) возможно только на базе объективных физических закономерностей, описывающих процессы в заданной триботехнической системе. Решение теоретических вопросов волнового аспекта поверхностной повреждаемости, энергетического баланса процессов |