2. Принципы конверсии и диверсии в отношении износа

Из всех видов износа окислительный наименее разрушительный. Для того чтобы повысить стойкость инструмента следует создавать такие условия, чтобы основным видом износа был наименее разрушительный , например окислительный. Принцип замены более разрушительного износа на менее разрушительный носит название – принцип конверсии.

Второй принцип повышения износостойкости инструмента - принцип диверсии , заключается в том что износ переносится с более дорогой в изготовлении поверхности на сопряженную , замена которой обходится дешевле , или условия которой легче , например, верхняя половина штампа в сравнении с нижней.

В первом приближении объем стертого материала на единицу пути скольжения Z пропорционален суммарной нагрузке W и обратно пропорционален _т более мягкого материала:

,

где -доля связей, обеспечивающих образование частицы.

В первом приближении зависимости стойкости инструмента от интенсивности износа можно придать линейный характер (рис. 15)

, где - допустимое количество образования продуктов износа;U – интенсивность износа (определяется методом радиоактивных изотопов). Чем продолжительнее контакт, тем больше интенсивность износа (см. рис. 15).

Если требуется оценить новый вариант, например, режим упрочнения или условия эксплуатации, то

.

3. Виды трения. Законы трения

Масса изнашиваемого слоя - сила трения. Трение является определяющим фактором износа.

1. Сухое трение – наблюдается, когда поверхности трущихся тел совершенно свободны от смазки, загрязнений и молекул окружающей среды.

Рисунок 20 - Сухое трение

2. Полусухое трение – можно представить как сочетание сухого и граничного трения, наблюдается при наличии небольшого количества смазки.

3. Граничное трение – наблюдается при наличии тончайших слоев смазки, δ≈0,01 мкм.

Рисунок 21 - Граничное трение

4. Полужидкостное – можно представить как сочетание граничного и жидкостного трения δ≈0,1÷2,0 мкм. Имеется слой смазки, но он не полностью разделяет поверхности.

5. Жидкостное трение – когда неровности поверхностей тел не входят в непосредственное зацепление, δ≈5÷20 мкм.

Рисунок 22 - Жидкостное трение

Для расчета удельных сил трения в ОМД используются следующие зависимости:

1. Формула предельной силы трения (условие Прандтля):

,

где τ_i – сопротивление металла пластическому сдвигу.

Используется при максимально жестких условиях трения, полное отсутствие смазки

2. Закон Зибеля:

,

где f_σ – показатель силы трения ≠ коэффициенту трения;

σ_т – предел текучести деформируемого материала.

Используется при жестких условиях трения, грубая поверхность инструмента. Горячие процессы ОМД.

3. Закон Кулона-Амонтона:

,

где f – коэффициент трения

р - нормальные контактные напряжения.

Используется при относительно мягких условиях трения, гладкая поверхность инструмента, наличие смазки. Волочение, холодно-листовая штамповка (ХЛШ).

4. Закон Ньютона

,

где φ – динамическая вязкость смазки;

Δu – скорость скольжения;

ξ – толщина слоя смазки.

Используется при жидкостном трении.