Обеспечение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин (стр. 3 )

Аналитическое выражение корреляционной зависимости относительной износостойкости наплавочных материалов от содержания отдельных элементов и твердости имеет вид:

ε=0,018Х1 + 0,0023Х2 + 0,15Х4 + 0,076Х5 + 0,3Х6 + 0,4Х7 + 0,21Х3 – 7,47, (28)

где Х4 – содержание бора, %; Х5 – содержание молибдена, %; Х6 – содержание вольфрама, %; Х7 – содержание титана, %. Остальные значения те же, что и в уравнении 28.

Наибольшее влияние на износостойкость наплавок оказывает содержание бора, вольфрама и титана, а также твердость.

Износостойкость белых чугунов. Износостойкость чугунов определяется прежде всего состоянием углерода в них. В графитизированных чугунах (сером, ковком, высокопрочном) весь углерод находится в свободном состоянии в виде графита, в белом – весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита (Fe3C), в половинчатых – соответственно часть углерода в свободном состоянии, другая часть - в связанном.

Основной структурной особенностью износостойких белых чугунов (ИБЧ) является наличие достаточно большого количества высокотвердых карбидов (легированного цементита и специальных карбидов), обеспечивающих их высокую износостойкость в условиях абразивного изнашивания.

В таблице 3 представлены результаты испытаний относительной износостойкости белых износостойких чугунов.

Таблица 3. Зависимость относительной износостойкости

белых износостойких чугунов от химического состава и твердости

(абразив – корундовая шкурка зернистостью 40, давление 0,3 МПа).

Сплав	Химический состав белых износостойких чугунов	Твердость после термообработки	Относительная износостойкость, ε
C	Si	Mn	Cr	V	Al
1	3,23	0,79	1,98	9,85	6,12	0,14	64	9,5
2	3,44	0,73	2,16	8,87	6,47	0,19	65	10,2
3	3,58	0,84	2,20	9,50	6,02	0,16	68	13,6
4	3,21	0,90	1,91	9,28	6,09	0,12	64	8,8
5	3,49	0,83	2,06	9,55	6,52	0,10	66	11,8

Как видно из результатов испытаний, относительная износостойкость белых износостойких чугунов существенно выше по сравнению с высоколегированной сталью и наплавочными материалами.

Сравнительная износостойкость керамических материалов. В последние годы в различных отраслях народного хозяйства большое внимание уделяется применению технической керамики. Высокие коррозионно - и термостойкость в сочетании с высокой прочностью и износостойкостью во многих случаях делает эти материалы конкурентоспособными с лучшими представителями металлов и сплавов.

В рамках проведенных исследований на абразивную износостойкость было испытано более 30 видов керамических материалов, отличающихся химическим составом, режимами и способами получения.

Из полученных данных (таблица 4) видно, что наибольшую относительную износостойкость имеет твердый сплав ВК8, содержащий 92% карбида вольфрама и 8% кобальта. Сплав ВК8 намного превосходит по износостойкости остальные материалы.

Наиболее доступная, как с точки зрения технологии, так и стоимости, керамика на основе оксида алюминия. При ее обжиге при температуре не менее 1700°С она обладает относительной износостойкостью на уровне твердосплавных наплавок и составляет в пределах 1,37…3,91.

Зависимость относительной износостойкости материалов и относительной изнашивающей способности почв от давления.

Для исследования таких зависимостей были проведены испытания относительной износостойкости различных материалов при давлениях абразива 0,08…0,49 МПа.

В результате проведенных исследований установлено, что испытанные материалы имеют различную интенсивность изнашивания при изменении действующих давлений. Например, изнашиваемость сталей 45 твердостью HRB 90 и Х12 твердостью HRC 60 при давлении абразива 0,08 МПа отличаются примерно в 2 раза и составляют соответственно 0,007 г/ч и 0,003 г/ч. Относительная износостойкость стали Х12 ε=2,3.

Таблица 4. Результаты лабораторных испытаний

керамических материалов на абразивное изнашивание, прибор ИМ-01

(абразив – корунд 0,16…0,32 мм, давление на образец 0,33 МПа).

№ п/п	Марка и химический состав	Темпера-тура обжига, °С	Плотность, г/см3	Микротвердость, ГПа	Относительная износостойкость, ε
1.	Сталь 45 (эталон)	-	7,80	НRВ90	1
2.	А1203-76%, ZrO2-20%, (Лунат-1)	1450	3,80	16	2,28
3.	А120 з-98,8%, (НТК-2)	1520	3,70	16..17	1,37
4.	А120 з-99,3%, MgO - 0,5 %, (ТК-Г)	1700	3,90	19...20	3,91
5.	WC - 92 %, Со - 8 %, (ВК8)		14,5	17	150,57
6.	А1203-95% и 5 % добавок (Лунат-2)	1500	3,70	16...17	3,81
7.	Б-11	-	3,76	87HRA	3,72
8.	А120 з-99,2%, ZrO2-0,3%, Сг2О3-0,3% (К-1)	1700	3,95		2,90
9.	А1203 (газостат)	-	3,92	-	3,49
10.	SiC	2000	3,08	25	6,50
11.	А1203-98% («Диранокс 975», Англия)		3,79		3,06
12.	А1203-98% (22 ХС)	-	3,79	-	3,03
13.	Si3N4 (горячепрессованный)	1900	3,14	17	35,21
14.	Si3N4+Al%) спеченный	1900	3,18	17	10,08
15.	SiC самосвязанный	2000	3,03	25	13,90

При увеличении давления до 0,49 МПа (в 6 раз) интенсивность изнашивания стали 45 возросла более чем в 10 раз и составила 0,075г/ч, а стали Х12 – в 6 раз и составила 0,0187г/ч. Таким образом, относительная износостойкость стали Х12 с изменением давления от 0,08 МПа до 0,49 МПа возросла в 1,7 раза и составила ε=4,02.

Для учета влияния давления на относительную износостойкость материала, предлагается вводить поправочный коэффициент η2, который определяется по эмпирическому уравнению:

, (29)