Файл: Мискарли, А. К. Влияние состава дисперсионной среды на абразивные свойства утяжеленных промывочных систем.pdf

этих разрушений». Этот последний факт, без сомнения пред­ ставляет большой интерес.

Аналогичное явление отмечает А. Г. Шулепникова [39]: «В процессе абразивного изнашивания поверхностный слой стали упрочняется. Какой бы большой ни была исходная твердость стали, она обязательно повышается на поверхно­ сти от воздействия абразивных частиц».

Дальше отметим работу [52], в которой сравниваются два метода абразивного износа: в потоке, как описано выше, и в абразивной массе (вращение металлического диска в кольцевой камере, содержащей абразивный материал). Из приведенных данных видно, что оба процесса не идентичны. Это лишний раз показывает, что условия воздействия одного и того же абразивного материала на металл имеют суще­ ственное значение.

Обстоятельные исследования абразивного износа прове­ дены К. Веллингером [54, 55]. Автор исследовал большую группу абразивных материалов, а также большую группу металлов и сплавов. Работа проводилась под углом зрения влияния различных факторов абразивного воздействия на износ металла. Применявшаяся методика основана на прин­ ципе пескоструйного насоса.

Приводим наиболее существенные результаты, получен­ ные автором:

1. Наибольший износ установлен при угле удара струи в 30—42°. Максимальный угол износа зависит от твердости абразива и многих других факторов.

2. При твердости абразива выше твердости металла род

ший износ, чем, например, гладкие.

Аналогичную по методике работу провел А. В. Шрейдер [56] , который по некоторым факторам абразивного износа, например, скорости потока, углу падения абразивных частиц получил результаты, аналогичные таковым Веллингера.

Остановимся теперь на исследованиях абразивного изно­ са в жидкой среде. Здесь существуют различные градации в зависимости от степени воздействия среды на данный ме­ талл. Мы ограничимся рассмотрением абразивного износа в некоррозионных оредах. Коррозионные среды приводят к коррозионно-абразивному типу износа, который рассмотрен нами в главе V данной работы.

М. М. Хрущов и М. А. Бабичев исследовали относитель­ ный абразивный износ стали в воздушной и водной среде [57] . Для этой цели они применяли ранее упомянутую маши­ ну Х4-іБ с тем отличием, что при водном испытании диск

18

машины был снабжен по периферии буртиком для удержа­ мия воды. В результате проведенного исследования авторы пришли к выводу, что износостойкость стали при сухом и водном трении об абразивную среду одинакова.

Л. Э. Вальдма £58] изучал абразивный износ металла при наличии абразивной прослойки между двумя трущимися поверхностями. Абразивный материал представлял собой суспензию электрокорундового порошка в масле. Как видно, масло имело чисто вспомогательное техническое значение. Влияние масляной среды на износ здесь не рассматрива­ лось. Однако, поскольку применялась абразивная прослойка, то сам абразив подвергался непрерывным изменениям, что должно было отражаться на ходе абразивного износа во времени. В данном случае среда могла бы влиять не только непосредственно на металл, но и на ход искрашивания абра­ зива, что косвенным образом, так сказать, «рикошетом» дол­ жно влиять на износ. Как видно, в этом аспекте вопрос не

рассматривался.

М. М. Хрущов, М. А. Бабичев и Г. Н. Дубинин [59, 60] исследовали износостойкость углеродистой стали после диф­ фузионного хромирования при трении в присутствии некото­ рых жидких сред: дистиллированной воды и 0,5%-ного би­ хромата калия. Авторы показали, что в растворе біихромата износостойкость значительно больше, чем в воде, что в по­ следнем случае износостойкость этой стали ниже, чем до хромирования ее, несмотря на то, что твердость стали после хромирования увеличилась в 9 раз. Нельзя не подчеркнуть высокую активность, проявляемую водной средой в данном случае.

В другой работе М. М. Хрущов и М. А. Бабичев [61] исследовали влияние на износ металлов различных жидких сред, из которых отметим дистиллированную воду и непо­ лярный керосин. Авторы применяли для этого исследования метод «лунки» на машине Х2-М. Они показали, что износ в керосине в 250 раз меньше, чем в воде, что опять указывает на высокую активность водной ореды.

Большой материал по влиянию жидкой среды на микротвердость различных минералов приводится в книге под ре­ дакцией Л. А. Шрейнера [62]. Из приведенных данных видно, что все исследованные жидкие среды, в том числе дистилли­ рованная вода, понижают микротвердость минералов.

По поводу приведенных работ, посвященных исследова­ нию влияния среды на абразивный износ, следует отметить, что здесь необходимо было бы рассматривать влияние среды как на металл, так и на самый абразив. Совершенно очевид­ но, что изменения, вносимые средой в величину износа, пред­ ставляют собою результат интегрального действия среды на абразив и на металл, ибо бесспорно, что среда может влиять

Ш

на состояние поверхности абразива в иеменьшей степени, чем

определяющим величину и характер износа. Как видно, в этом аспекте влияние среды на абразивный износ не рассма­ тривалось.

Остановимся теперь на способе воздействия абразива на металл. Как видно из приведенного обзора, разные исследо­ ватели решали этот вопрос по-разному. Если эти способы классифицировать, то их можно разбить на 2 группы: 1. Аб­ разив находится в виде монолита или в компактном виде; 2. Абразив находится в дисперсном состоянии.

Во второй группе следует дальше различать: а) абра­ зивную прослойку, а) абразивный поток, в) абразивную массу. Эта классификация заимствована у Лоренца [16] и весьма правильно отражает основные виды абразивного из­ носа, встречающиеся на практике.

К первой группе относятся работы М. М. Хрушова п со­ трудников [31, 33, 34, 35], Л. А. Шрейнера [13], М. Ш. Акмулина. К- Ф. Жигача, Л. А. Шрейнера [63] и др.

Ко второй группе относятся многочисленные исследова­ ния, применявшие в различных вариантах тот или другой из указанных типов абразивного износа.

Под «абразивной прослойкой» подразумевается слой абра­ зивного материала, расположенного между двумя трущими­ ся металлическими поверхностями. Оставляя в стороне во­ прос конструкции узла трения, мы рассмотрим применяв­ шиеся варианты ввода абразивного материала в контакт.

Л. Э. Вальдма [58] перед опытом покрывает трѵщиеся поверхности абразивным материалом, представляющим со­ бою суспензию электрокорундового порошка в масле. Абра­ зивный материал в ходе опыта, следовательно, здесь не обновляется.

Более часто, однако, применяется непрерывный ввод абразивного материала в контакт. Это достигается непре­ рывной подачей из какого-нибудь внешнего бункера сухого кварцевого песка [46, 47, 64], либо масляной суспензии [39], или же путем захвата абразивной суспензии в воде, либо в масле из нижерасположенной ванны [39, 68. 72]. Последнее легко осуществляется при возвратно-поступательном движе­ нии металлического образца. В работе А. Г. Шулепниковой [39] это достигается путем вращения диска с резиновыми на­ кладками, о который трется испытываемый образец.

При «абразивном потоке» металл подвергается трению о протекающую мимо него или ударяющуюся в него абра­ зивную массу. Последняя представляет собою или струю частиц сухого абразивного материала, направляемую на ме-

■20

галл [48], либо воздушную струю, содержащую определенное количество абразивных частиц [56] или суспензию абразива в какой-нибудь жидкости в виде сплошного потока, омыва­ ющего металлический образец [65], или же ударяющегося в него [2, 4, 5, 55, 65]. Здесь имеет значение скорость потока, концентрация абразива в среде и угол падения пли вообще угол встречи потока с поверхностью металла. Эти факторы явились основными моментами исследования в этих работах.

'Под методом «абразивной массы» подразумевается вра­ щение металлического образца в куче сухого порошкообраз­ ного абразивного материала.

Выбор для своих исследований того или другого типа абразивного воздействия, очевидно, обусловлен стремлением авторов насколько возможно моделировать определенный практически протекающий абразивный процесс.

іНаіряду с этим, однако, важно, чтобы полученные ре­ зультаты обладали достаточной «обобщаѳмостью». Под этим термином мы подразумеваем возможность распространения полученных результатов на другие близкие области абразив­ ного износа, другими словами, возможность установления каких-либо закономерностей более общего характера. При недостаточной «обобщаемое™» результатов значение иссле­ дования не поднимается выше частного случая, применимого только к данному экспериментальному комплексу. Отмечен­ ные выше случаи разногласий в выводах у разных исследо­ вателей свидетельствуют о наличии такого положения в этой области исследования.

Что же влияет на степень «обобщаемое™» результатов исследования? Прежде всего это — постоянство состояния абразивного материала на протяжении опыта. М. М. Хрущов придавал этому условию первостепенное значение, и в при­ нятой им методике оно почти полностью соблюдается. Это дало возможность ему с сотрудниками прийти к более об­ щим закономерностям абразивного износа при неограничен­ ной продолжительности опыта. Если же, как в большинстве других методик, состояние абразивного материала в ходе опыта меняется (изменение степени дисперсности, формы частиц, твердости и проч.), то в процессе износа большую роль начинает играть кинетический фактор, т. е. зависимость износа от времени воздействия абразива. Сам по себе этот факт не имел бы отрицательного значения. Известно, что во многих процессах химической технологии кинетический фак­ тор играет большую роль, что, однако, не препятствует точ­ ному знанию хода процесса во времени. Это происходит потому, что законы изменения процесса во времени нам точ­ но известны. В нашем же случае законы изменения состоя­ ния абразивного материала во времени не известны и вряд

21