Formation of residual stresses during discontinuous friction treatment

The tool with grooves on its working surface is used to improve the properties of the strengthened layer. This allows us to reduce the structure's grain size and increase the thickness of the layer and its hardness. Mineral oil and mineral oil with active additives containing polymers are used as a technological medium during friction treatment. It is shown that the technological medium used during the friction treatment affects the nature of the residual stresses’ distribution. Thus, when using mineral oil with active additives containing polymers, residual compressive stresses are more significant in magnitude and depth than when treating mineral oil. The nature of the residual stresses diagram depends on the treated surface’ shape. After friction treatment of cylindrical surfaces, the highest compressive stresses near the treated surface decreases with depth. And after friction treatment of flat surfaces near the treated surface, the compressive stresses are small. They increase with depth, pass through the maximum, and then decrease to the original values. The technological medium used during friction treatment affects residual stresses in the grains and in the crystal lattice

Influence of the modified surface layer of parts subjected to friction hardening on the low-cycle fatigue of steels

The friction hardening of steel 20, 45 and 65Г essentially increases the resistance at small cycle fatigue failure when conducting research both in the air and in the corrosion environment (3% water solution of NaCl and also with cathode polarization). The durability increases about 2.5 times at low amplitudes of deformation (e = 0.7% and less)

Wpływ utwardzonych warstw nanokrystalicznych na odporność na zużycie żeliwa podczas tarcia w środku olejowo-ściernym

Friction hardening is one of the surface hardening methods with the use of highly concentrated energy sources. In the “tool-treated surface” contact area, the surface layer of a metal is heated at a very high rate to phase transition temperatures, and then it is cooled at a high rate, which results in the formation of hardened nanocrystalline layers. The studies carried out have shown that a hardened nanocrystalline layer is formed in the surface layer in the course of friction hardening of cast-iron (EN-GJL-200) components. The layer thickness is 90–120 μm, and the microhardness is 7–8 GPa. Grain size of the hardened surface layer was equal to 20–40 nm near the treated surface. It is shown that the hardened layer significantly increases the serviceability of the pair “grey cast iron-grey cast iron” during sliding friction in the lubricated-abrasive medium. When increasing the unit load from 2 to 6 MPa, the wear rate of the hardened pair decreased by 2.6–4.2 times in comparison with an unhardened pair. Only one component of the friction pair was hardened.Utwardzanie tarciowe stanowi metodę umacniania z użyciem wysoko skoncentrowanych źródeł energii. W strefie styku narzędzia i powierzchni obrabianej warstwa wierzchnia jest podgrzewana z dużą prędkością (105–106 K/s) do temperatury zmian fazowych, a następnie jest schładzana z dużą prędkością (104–105 K/s), co wpływa na powstanie utwardzonych warstw nanokrystalicznych. Przeprowadzane badania doświadczalne wykazały, że w procesie utwardzania tarciowego części żeliwnych w warstwie wierzchniej formowana jest warstwa umocniona o strukturze nanokrystalicznej (warstwa biała). Uzyskana grubość warstwy wynosiła 90–120 μm, a mikrotwardość – 7–8 GPa, natomiast wielkość ziaren utwardzanej warstwy wierzchnej wynosiła 20–40 nm w pobliżu powierzchni obrabianej. Wykazano, że utwardzona warstwa znacznie zmnięsza intensywność zużycia podczas tarcia ślizgowego pary żeliwo szare–żeliwo szare pracujące w środku olejowo-ściernym. Utwardzona warstwa występowała tylko na jednej części współpracującej pary tarcia. W związku z tym intensywność zużywania pary utwardzonej przy zwiększaniu nacisku powierzchniowego od 2 MPa do 6 MPa zmniejszyła się o 2,6–4,2 razy w porównaniu z parą nieutwardzoną

Zastosowanie programu symulacji modułowej w procesie analizy charakterystyki sprzęgieł przeciążeniowych uwzględniającej ich właściwości funkcjonalne

The paper deals with the analysis of limited mechanisms construction designs exemplifying modern restricted couplings of world leading manufacturers. The description of limited mechanism structure as a technical system is given on the base of functional approach. The possibility of limited mechanisms separation into individual modules on the functional principle is proved. Main internal and external links between the elements of the technical system of limited mechanism are analyzed. These elements are proposed to be regarded as individual modules with the certain functions, characteristics and criteria.W pracy przedstawiono modele nowoczesnych ograniczających mechanizmów konstrukcyjnych na przykładzie sprzęgieł przeciążeniowych dostarczonych od wytwórców. Wykonano analizę charakterystyki badanych sprzęgieł uwzględniającą ich właściwości funkcjonalne. Stwierdzono możliwość zastosowania metody prowadzenia procesu projektowania poszczególnych mechanizmów konstrukcji sprzęgieł na podstawie analizy dostępnych modułów opracowanego programu. Stwierdzono przydatność wszystkich składowych programu symulacji numerycznej na podstawie zdefiniowanych przez użytkownika kryteriów funkcjonalnych, parametrów oraz wymagań konstrukcyjnych

The hydrogen influence into chracter of surface layer in the friction hardening

Показано, що підвищення метастабільності структури металу, збільшення вмісту вуглецю у сталі й легування нікелем, хромом, марганцем та іншими карбідоутворюючими елементами та використання водню, який виділяється з технологічного середовища при фрикційному обробленні, покращують умови утворення білих шарів.The increase meta-stability structure of metal, the carbon content of steel, alloying nickel, chromium, manganese and other carbide form elements, use hydrogen, which extraction into technological medium, improve white layers condition formation in the friction hardening

Wyznaczenie współczynników ograniczających mechanizmów adaptacyjnych dla obróbki skrawaniem materiałów

The design modular principle of adaptive limited mechanisms is put forward. The structure of adaptive type metal cutting tools as technical systems is given in the context of their main functions partition. The basic qualimetric criteria of these mechanisms functioning are preceded as well as the generalized structural and flow graph of the technical system “adaptive limited mechanism”. Basing on the mentioned criteria the structural synthesis modular principle is developed exemplifying adaptive type metal cutting tools. Furthermore the determination considerations of main modules transformation coefficients with regard to the adaptive limited mechanisms for material machining are put up.W pracy podano zasadę modułowej budowy adaptacyjnych mechanizmów ograniczających. Przedstawiono opis struktury narzędzi skrawających adaptacyjnych z uwzględnieniem rozdzielania ich głównych funkcji jako systemów technicznych. Podano główne kryteria funkcjonowania danych adaptacyjnych mechanizmów ograniczających, a także uogólniony strukturalny i parametryczny system techniczny "Mechanizm adaptacyjny ograniczający". Wykonano analizę głównych kryteriów jakości funkcjonowania adaptacyjnych mechanizmów ograniczających dla obróbki skrawaniem. Sformułowano zasadę modułowej strukturalnej syntezy mechanizmów adaptacyjnych ograniczających na przykładzie adaptacyjnych narzędzi skrawających z uwzględnieniem zapewnienia jakości ich funkcjonowania. Zaproponowano główne kryteria wyznaczenia współczynników transformacji elementów głównych modułów adaptacyjnych mechanizmów ograniczających dla obróbki skrawaniem materiałów

Influence of fatigue strength of machine elements by friction hardening

Показано, що поверхневе фрикційне зміцнення суттєво підвищує втомну міцність сталей 45, 40Х та У8А як на повітрі, так і у корозійному середовищі (3 %-й водяний розчин NaCl). Підвищення довговічності становить 1,3-1,6 разів на повітрі та 3,4-6,6 разів у корозійному середовищі.It’s shown, that the friction hardening of steel 45, 40H and U8A essentially increases the fatigue failure when conduction reseach both in the air and in the corrosion environment (3% water solution of NaCl). The durability increases about 1.3-1.6 times at air and 3.4-6.6 times at the corrosion environment

Analiza składowych siły tarcia narzędzie-część w procesie wzmacniania powierzchni płaskich elementów stalowych

W pracy przedstawiono analizę wyników pomiaru składowych siły tarcia przy umacnianiu powierzchni płaskich elementów stalowych. Wykazano, że zwiększenie wartości parametrów procesu obróbki stali (prędkości przemieszczenia stołu obrabiarki, posuwu) zwiększa składowe siły tarcia w strefie kontaktu narzędzia z powierzchnią obrabianą. Wprowadzenie do procesu narzędzi z rowkami poprzecznymi na ich części roboczej powoduje zmniejszenie wartości składowych siły tarcia w porównaniu z narzędziami o gładkiej części roboczej

The influence of friction strengthening into the steal wear resistance at friction rolling condition in the process of sliding

Подано, що фрикційне зміцнення суттєво підвищує опір зношуванню при терті ковзання з проковзуванням у мастильно-абразивному середовищі. Максимальний ефект отримано при терті обох зміцнених кілець. Підвищення зносостійкості не залежить від структурного стану вихідного металуIt is shown that the friction hardening is essentially increases the wear resistance in the sliding friction with a slippage with oil and abrasive lubrication. Maximum of wear resistance receives by friction hardening pair. The increase of wear resistance not depends on the structure of the primary metal