Способ определения адгезионных свойств материалов

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социал исти цеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.04.77 (21) 2470092 25-28 с присоединением заявки Лев (51) М. Кл.

G 01 N 3/56

Гесударстеенньй квинтет

СССР пе делам нэебретеннй и открытей (23) Приоритет—

Опубликовано 15.06.79. Бюллетень Ме 22 (53) УДК 620.179..4 (088.8) Дата опубликования описания 25.06.79

В. С. Комбалов, И. В. Крагельский, А. P. Логинов, Б. Я. Сачек и В. H. Шпииев (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский институт машиноведения им. академика А.А. Благонравова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИОННЫХ СВОЙСТВ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к вопросам исследования адгезионных свойств материалов, касающихся определения порога внешнего трения.

Известен способ определения адгезионных свойств материалов, заключающийся в том, что сферический индентор и конусный образец поступательно перемещают один относительно другого параллельно оси конуса, обеспечивая их постепенное относительное внедрение, вплоть до задира и регистрируют в процессе испытаний силу трения и величину относительного внедрения, соответствующую моменту задира (1) .

Этот способ реализуется с помощью адгезиометра, в котором конусный образец протягивается через оправку с тремя жестко закрепленными сферическими инденторами. Переменная нагрузка осуществляется за счет конусности образца, а момент перехода от пластического оттеснения к резанию определяется визуально по навалам по краям дорожки и по исчезновению следов обработки по дорожке трения.

К недостаткам этого способа относится невысокая точность определения величины критического внедрения.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения адгезионных свойств материалов, заключающийся в том, что сферический индентор приводят в контакт с поверхностью конического образца, сообшают образцу и индентору относительное поступательное движение параллель но его оси, обеспечивая внедрение индентора до задира, и регистрируют параметры трения (2) .

Величина и характер нагрузки и силы сопротивления перемещения индентора синхронно записываются с помощью осциллографа. Момент наступления схватывания соответствует появлению на поверхности дорожки скольжения вырывов или трещин в виде рисок и канавок, а сила трения при этом скачкообразно растет, и на графике появляется характерный излом.

2О Недостатком этого способа является его невысокая точность оценки порога внешнего трения, т.е. внедрения индентора, соответствующего этому порогу. Это связано с тем, 667863

3$

3. что дорожка трения до началa" заЯйра -сравнительно коротка, и, хогя переход от пластического оттеснения к задиру имеет довольно " ." четкую границу, отсчитываемая в осевом направлении ошибка при выборе места поперечного-сечения на конусном образце для определения критического внедрения может быть существенной.

Цель изобретения — повышение точности определения величины критического внедрения, за счет чего в итоге повышается точность определения йорога "вйейнегго трения.

Поставленная цель достигается за счет того, что образец вращают вокруг его оси, а скорости вращения и поступательного движения выбирают из условия обеспечения исключения перекрытия пластически деформируемых объемов материала образца на соседних витках дорожки трения.

На чертеже изображена схема реализации описываемого способа.

Индентор 1 поступательно перемешается относительно конусного образца 2 параллельно его оси в направлении его большего диаметра. Образцу задают врашательное дви жение. В какой-то момент времени индентор касается поверхности образца и при дальнейшем перемещении сформирует винтовую дброжку трения, на которой последовательно будут реализовываться различные виды нарушения фрикционных связей, упругое от теснение материала, его пластическое оттеснеййе, микрорезание и т.д. При деформации, превышающей критическую, происходит нарушение сплошности материала образца, его сдвиг под индентором, т.е. переход внешнего трения индентора по образцу во внутреннее трение в материале образца. Глубина внедрения индентора (Ь„Р), замеренная в поперечном сечении, проведенном через вершину следа сдвига, равна предельной деформации, соответствующей моменту .этого пе рехода в конкретных условиях" данного испытания.

Определить h можно несколькйми путякр ми: во-первых, с помощью микроскопа или профилографированием, во-вторых, графически.

Для этого необходимо в процессе испытаний регистрировать момент (силу) тре"ния в зависимости от длины дорожки трения. В момент задира на графика появится характерный излом, соответствуюший скачкообразному росту момента (силы) трения.

Сопоставляя этот график с разверткбй до = " роЖйй тренйя, по чертежу определяют Ь„ в" сечении, " проведенном через характерную

" точку на вышеуказанном графике. Хорошая точность достигается при оценке h„графоанаЛитическим методом, при котором учитывается, что длина дорожки трения по опиS сываемому способу в sind. больше, чем длина дорожки по известному способу, где cc— угол подъема винтовой дорожки трения, естественно, чем меньше ск, тем дорожка трения будет длинее.

Условием, ограничивающим минимальный угол подъема, является предотвращение перекрытия пластически деформируемых объемов материала образца на соседних витках дорожки трения. Если витки будут расположены слишком близко, пластически дефор1$ мированный объем следующего витка перекроет часть пластически деформированного объема предыдущего витка, и сдвиг материала под индентором произойдет раньше, чем в случае нейарушенных условий разви тия пластической деформации вокруг внед20 ренного индентора, т.е. значение относительного внедрения, соответствующего порогу внешнего трения, будет занижено.

Сравнительные исследования подтверждают практическую эффективность данного способа. За счет обеспечения более плавно2$ го внедрения (при прочих равных условиях) индентора точность оценки порога внешнего трения стала выше.

Формула изобретения

Способ определения адгезионных свойств материалов, заключающийся в том, что сферический индентор приводят в контакт с поверхностью конического образца, сообшают образцу и индентору отйосительное поступательное движение параллельно его оси, обеспечивая внедрение индентора до задира, и регистрируют параметры трения, отличающийся тем, что, с целью-повышения точности, образец врашают вокруг его оси, а ско40 -рости вращения и поступательного движения выбирают из условия обеспечения исключения перекрытия пластически деформируемых объемов материала образца на соседних витках дорожки трения.

4$ Источники информаций, принятые во вни мание при экспертизе !. Крагельский И. В. Трение и износ.

M., «Машиностроение», 1968, с. 368.

2. Проблемы трения и изнашивания. Сб., Киев, «Техника», 1975, с. 117 в 122.

ЦН И И П И Заказ 3453/38

ТиРаж !089 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4