nghiêng cứu thông số tính năng và đặc điểm hao mòn trước sử dụng Xado của động cơ Diezen D12, chương 2 pot

Nó có thể là quá trình trượt dưới tác dụng của ứng suất theo các phương hoặc theo mặt phẳng tinh thể xác định và được thể hiện dưới dạng một hệ các dải trượt song song trên bề mặt hoặc c

Chương 2:

Một vài hiện tượng xảy ra khi ma

sát

Chúng ta biết rằng, các chi tiết máy thường làm bằng kim loại và hợp kim Chúng có cấu tạo tinh thể, ứng với liên kết chặt chẽ nhất giữa các nguyên tử.Trong mạng hoàn thiện, các nguyên tử xắp xếp

có chu kỳ điều đặn, theo một chật tự nhất định và kéo dài đến vô cùng, tuy nhiên, trong thực tế, cấu trúc chẩn luôn luôn có sự sai lệch,

đó là “lỗ trống”, các nút mạng thiếu nguyên tử hoặc các nguyên tử

“biến vị” nằm ở khoảng giữa hai nút mạng Các nguyên tử này có thể là kim loại hoặc hợp kim gốc Củng có thể là tạp chất ngẩu nhiên hoặc kim loại gốc

Khi các chi tiết lắp ghép chuyển từ trạng thái ban đầu sang trạng thái làm việc, bề mặt tiếp xúc sẽ có sự dịch chuyển tương đối với nhau Các chi tiết sẽ chiệu áp suất và biến dạng dẻo Biến dạng dẻo của kim loại bao gồm: sự chuyển động và sinh sôi các sai lệch mạng Nó có thể là quá trình trượt dưới tác dụng của ứng suất theo các phương hoặc theo mặt phẳng tinh thể xác định và được thể hiện dưới dạng một hệ các dải trượt song song trên bề mặt hoặc củng có thể theo dịch chuyển các nguyên tử trong mặt phẳng ứng suất tiếp lớn lớn nhất để chiếm các “lỗ trống” hoặc sự xâm nhập các nguyên

tử vào mạng tinh thể đàn hồi củng như sự di chuyển các nguyên tử

“biến vị” cùng các “đám mây” điện tử của nó theo phương có thể Cuối cùng biến dạng dẻo có thể do sự dịch chuyển hoặc sự quay tương đối giữa các hạt với nhau Hiện tượng biến dạng dẻo trong các lớp mỏng trên bề mặt hai chi tiết lắp ghép chiệu ma sát

làm suất hiện các dải trượt trên bề mặt của chúng với tốc độ gồ ghề khoảng 20 Ǻ , có nhiều sai lệch và có độ hoạt hoá cao

Sau một vài chu kỳ trượt, lớp ôxy hoá ban đầu trên các bề mặt bị phá vỡ làm lộ ra khoảng bộ mặt “sạch vật lý” đã bị biến dạng dẻo và

bị hoạt hoá ở trên bề mặt của hai chi tiết lắp ghép Bề mặt “sạch vật lý” đã bị biến dạng dẻo và bị hoạt hoá ở trên bề mặt của hai chi tiết lắp ghép Bề mặt “sạch vật lý” có những tính chất đặc biệt: các nguyên tử ở lớp bề mặt dễ bị phát xạ mất điện tử lớp ngoài, hoặc nhập thêm điện tử trở thành các nguyên tử có năng lượng tự do lớn hơn

Cuối cùng các “lỗ trống” và các nguyên tử “biến vị” chúng tạo ra khả năng tương tác vật lý, hoá học… mạnh hơn bên trong Tương tác của chúng với nhau và với môi trường là những tương tác chủ yếu xảy ra khi ma sát Sau đây sẽ xem xét kỹ một số tương tác đó Tuy nhiên theo PGS- TS Dương Đình Đối có nhiều hiện tượng trong ma sát chưa cắt nghĩa nổi Vì ma sát là…”ma” mà

là “ma” thì lúc ẩn lúc hiện, biến hoá khôn lường

1.1.4.1 Tương tác với các hoạt chất

hoá học

Trong trường hợp các bề mặt chi tiết bị biến dạng dẻo, có sự suất hiện các dải thể tích trượt sẽ tạo ra các khoảng bề mặt “sạch vật lý” Nếu bề mặt “sạch vật lý” đã bị biến dạng dẻo, tiếp xúc với các chất có hoạt tính hoá học mạnh như: O, P, S,… thì các chất này có thể hấp phụ vật lý, hoá học trên bề mặt, củng có thể khuếch tán, hoà tan và tạo thành dung dịch rắn hoặc tác dụng với kim loại tạo thành hợp chất Điều này xuất hiện, tồn tại, mất đi củng như tốc độ tiến triển của mỗi quá trình đối với nhau; ảnh hưởng của mỗi quát trình riêng biệt và tổng hợp các quá trình đối với ma sát, hao mòn rất phức tạp, những chất quan trọng Chẳng hạn, khi tiếp xúc với Ôxy tuỳ vào điều kiện có thể sảy ra các quá trình sau đây:

Sự hình thành màng Ôxy đã bị phân ly, hấp phụ trên bề mặt chi tiết-hấp phụ

hoá

học

Sự liên kết Ôxy thành phân tử trên bề mặt các lớp trước – hấp phụ vật lý

Sự hình thành màng Ôxy – phản ứng Ôxy hoá

Bề mặt phân cách của màng Ôxy với kim loại gốc, đặc biệt tinh khiết, mới gần phẳng với các hợp kim có dạng sóng với nhiều mấp

mô có biên độ khác nhau Kim loại và Ôxy tác dụng cơ học lẩn nhau Trong Ôxy thường xuất hiện ứng suất nén, còn trong kim loại ứng suất kéo, điều này tạo điều kiện bong tách Ôxy ra khỏi kim loại dọc theo bề mặt phân cách

1.1.4.2 Tương tác với các hoạt

chất bề mặt

Khi bề mặt “sạch vật lý” của kim loại đã bị biến dạng, đã tiếp xúc với các chất có ngồn ngốc hữu cơ (các axit béo, rượu, xà phòng…) hoặc dầu, mỡ là sản phẩm của

Cacbuahyđrô có mạch đủ dài, sẽ hấp phụ vật lý trên bề mặt tạo nên lớp định hướng tựa tinh thể, có đặc tính bám dính và xoa trơn lớp định hướng này chỉ tồn tại trên bề mặt kim loại ở một bề dày giới hạn Nó chiệu nén và có khả năng trượt dễ dàng Người ta gọi các chất hấp phụ này là chất hoạt tính bề mặt và lớp định hướng tựa tinh thể này là lớp giới hạn

Khi có chất hoạt tính bề mặt hấp phụ, các nguyên tử có độ giảm

tự do năng lượng lớn hơn, ứng suất chảy và ứng suất bền của lớp bề mặt kim loại giảm đi Do đó, công biến dạng cho một đơn vị thể tích giảm đi rất nhiều đó là hiện tượng hoá dẻo hấp phụ hay còn gọi

là hiệu ứng Rebinder dạng ngoài

Khi biến dạng nếu có chất hoạt tính bề mặt thì bề mặt dày dải trượt nhỏ hơn hàng chục lần (3 – 4µm) so với bề dày dải trượt kim loại tiếp xúc với không khí (50µm) Trong trường hợp có độ giảm bề mặt thật mạnh ở lớp bề mặt thì có thể nảy sinh các vết nứt

tế vi, các chất hoạt tính bề mặt chui vào các vết nứt này tạo ra hiệu ứng Rebinder trong ấy và làm cho các vết nứt phát triển nhanh

Đó là hiện tượng “hoá dòn hấp phụ” gọi là hiệu ứng Rebinder dạng trong

Nếu có hoạt chất bề mặt hấp phụ trên bề mặt kim loại nhưng trong môi trường chân không hoặc khí trơ thì có hiệu ứng Rebinder thuần nhất Giá trị của nó trong trường hợp này lớn gấp trăm ngàn lần trong trường hợp thuần nhất

Hiệu ứng Rebinder dạng ngoài không thuần khiết làm giảm ma sát, tối thiểu hoá bề mặt kim loại bị biến dạng và hao mòn Song hiệu ứng Rebinder dạng trong có thể gây phá huỷ dòn ở áp suất lớn

Có thể lợi dụng để rút ngắn thời gian rà máy, Còn dạng thuần nhất

có thể lợi dụng để tăng năng suất cắt gọt

1.1.4.3 Hình thành “cầu hàn

khuếch tán”

Khi hai bề mặt “sạch vật lý” của cặp ma sát A,B xâm nhập vào nhau, tạo ra khoảng cách nguyên tử giữa chúng thì có thể xảy

ra sự khuếch tán kim loại sang nhau, hình thành “cầu hàn khuếch tán” hay còn gọi là “cầu hàn nguội” - sự “kết dính”

Khi cặp ma sát là các kim loại cùng bản chất thì cầu hàn này được gọi là “đồng

kết” Khoảng cách, thời gian và nhiệt độ có ảnh hưởng

đến khuếch tán

Như vậy, khi ma sát, tại chổ tiếp xúc xảy ra các tương tác cơ,

lý hoá, điện … giữa hai chi tiết với nhau (chủ yếu là lớp bề mặt) và với môi trường kết quả của quá trình tương tác ấy làm hình thành, tồn tại và mất đi theo chu kỳ, những lớp thứ cấp dẩn đến sự hao mòn các chi tiết máy