Сцепление покрытия с деталью и факторы, влияющие на его величину

Другое » Разработка метода напыления износостойких покрытий на наружную коническую поверхность кольца блокирующего синхронизатора ВАЗ 2123 » Сцепление покрытия с деталью и факторы, влияющие на его величину

Известно, что прочность сцепления напыленных на деталь покрытий с материалом основы в зависимости от мощности источника распыления колеблется в пределах от 0,1 до 10 кгс/мм2 при прочности сцепления частиц в слое покрытия 10-50 кгс/мм2. В то же время, согласно исследованиям, наибольшая прочность сцепления покрытия с материалом основы, определенная через работу адгезии по формуле

sсц=Аадг/r=sжг (1 + cos q)/ r, (2.5)

где Аадг - работа адгезии, эрг/см2;

r - радиус сил межатомного взаимодействия, см;

sжг - поверхностное натяжения жидкой фазы, ккал/моль;

q - краевой угол смачивания, град.

для окислов на металлах, например, составляет 25800-26500 кгс/см2, а для системы металлическое покрытие - деталь эта величина еще больше. Столь значительная разница приведенных значений величины прочности сцепления, по - видимому, обусловлена самой технологией газотермического напыления покрытий. Анализ явлений, происходящих на границе деталь - покрытие и в самом покрытии между слоями в процессе напыления, позволяет выдать практические рекомендации для разработки технологии нанесения покрытий с высокими рабочими свойствами.

Как известно, процесс получения покрытий газотермическим распылением заключается в разогреве порошкового или проволочного материала в дуговом разряде или в кислородно-ацетиленовом пламени до состояния плавления или пластического состояния, в разгоне этих частиц и их отложении на поверхности детали. Варьируя не скорость, а продолжительность взаимных перемещений детали и источника напыления, можно получить покрытие заданной геометрии и толщины. Сравнение условий формирования первого и каждого последующего слоя покрытия показывает, что они отличаются, в основном, температурой и площадью поверхности, на которую осуществляют напыление слоев. Если первый слой наносится на холодную поверхность компактного металла, то каждый последующий - на ранее наносимый слой, температура которого выше температуры; поверхности детали. При этом площадь контакта каждого последующего слоя превышает площадь контакта первого слоя. Следствием этого - является градиент плотности и прочности сцепления слоев в покрытии. Изменение этих параметров происходит в сторону их увеличения от первого слоя к поверхности покрытия.

Градиентом свойств и температур по толщине покрытия в процессе его нанесения, также при эксплуатации, по - видимому, и объясняются негативные явления, проявляющиеся в покрытиях в виде их растрескивания и скалывания.

Покрытия, полученные термическим распылением, по свойствам приближаются к порошковым материалам, и, следовательно, их характеристики в значительной мере отличаются от свойств материала детали, на которую они наносятся. Различия эти приводят к возникновению в покрытиях значительных напряжений, существенно снижающих прочности сцепления частиц в слое и покрытия с деталью, вследствие чего покрытие разрушается или отслаивается либо уже в процессе его получения, либо при механической обработке или последующей эксплуатации.

На основании приведенных ранее рассуждений о наличии градиента температур по толщине покрытия в процессе его напыления, а также существенного различия физико-механических свойств материалов покрытия и детали, сделано допущение, в соответствии с которым основное разрушающее действие на материал покрытия оказывают напряжения двух видов - sDт и sDd, вызываемые соответственно наличием градиента температур и различием коэффициентов термического расширений материалов покрытия и детали. Отсюда суммарное напряженное состояние покрытия sи может быть записано в следующим виде:

Другие публикации:

Инвентарный парк депо
Реальный инвентарный парк депо, с учетом троллейбусов находящихся на любом виде ремонта, а также с учетом неплановых ремонтов рассчитывается по формуле: nи = nл + + + + 0,05 nл, nи = 93 + + + + 0,05∙93 = 104 ед. Коэффициент использования подвижного состава по выпуску Расчетный коэффициент исп ...

Характеристика детали и условий ее работы
Трубы карданных валов, изготавливают из сталей 15-20, НВ 80-100, а вилки – из сталей 35-40, НВ 170-235. Карданный вал предназначен для передачи крутящего момента от ступенчатого механизма коробки передач в ведущим мостам автомобиля. Это означает что данная деталь испытывает значительные нагрузки и ...

Расчет показателей экономической эффективности
Экономическая эффективность представляет собой соотношение финансовых результатов, полученных от производственно-хозяйственной деятельности СТОА к затратам, необходимым на ее строительство. , (56) где ЕФ – фактический коэффициент эффективности, составляет; К – капитальные затраты, необходимые для р ...