Оптимизация триботехнических характеристик стали в вакууме

При трении на воздухе оптимизация условий приработки, основанная на прогнозировании равновесной шероховатости с учетом свойств материала и условий эксплуатации, позволяет увеличить долговечность узлов трения путём уменьшения приработанного износа.

Оптимизация условий приработки в вакууме требует своего подхода, отличного от трения на воздухе. Он на использовании эффекта фрикционного упрочнения, являющегося следствием образования при трении стали в вакууме высокотвердых вторичных структур, имеющих высокую термическую стойкость и гладкий рельеф. Образование оптимальных вторичных структур сопровождается уменьшением силы трения и увеличением износостойкости стали. Однако вследствие островкового расположения структур на рабочей поверхности, фрикционное упрочнение поверхностного слоя оказывается существенно неоднородным, а многократное нагружение в процессе трения одних и тех же выступающих над поверхностью участков приводит к усталостному разрушению вторичных структур. В связи с этим возникает необходимость создания условий, позволяющих повысить поверхностную прочность материала путем более однородного фрикционного упрочнения.

Образование вторичных структур в результате локальных а превращений стали происходит в период приработки в вакууме за время жизни пятна контакта. При этом формируется равновесная микрогеометрия контакта, которая зависит от внешних параметров трения и свойств материала и характеризуется установившимся значением средней площади единичного пятна контакта. Плотность контактов можно варьировать, изменяя характер приложения нагрузки при фиксированной скорости скольжения. С этой целью было исследовано влияние условий нагружения на состояние поверхности трения, на силу трения и интенсивность изнашивания в вакууме для фрикционно упрочняющихся материалов.