Соединения с натягом с гальваническими покрытиями

Соединения с натягом с гальваническими покрытиями

Соединения с натягом с гальваническими покрытиями.

Несущую способность соединений с натягом можно значительно повысить нанесением гальванических покрытий на посадочные поверхности. На рис. 534 показаны результаты сравнительного испытании соединений с натягом. На посадочные поверхности наносили гальванические покрытия толщиной 0,01—0,02 мм. Соединения собирали двумя способами: под гидравлическим прессом (зачерненные колонки) и с охлаждением вала в жидком азоте (заштрихованные колонки). В последнем случае между соединяемыми поверхностями при сборке образовывался зазор ~0,05 мм на сторону. За единицу сравнения принята сила сдвига Р0 для контрольного соединения без покрытия, собранного под прессом (без охлаждения вала).

Как видно из графика, нанесение покрытий в 2—4,5 раза увеличивает силу сдвига. Несущая способность соединений, собранных с охлаждением нала, превышает прочность сборки под прессом: в 2 раза для соединений без покрытия и в 1,2—1,3 раза для соединений с мягкими покрытиями (Cd, Сu, Zn). Для соединений с твердыми покрытиями (Ni, Сr) несущая способность при сборке с охлаждением ниже, чем при сборке под прессом.

Несущая способность соединений с натягом с гальваническими покрытиями

Увеличение сцепления при гальванических покрытиях, по-видимому, обусловлено происходящей при повышенных давлениях взаимной диффузией атомов покрытия и основного металла, сопровождающейся образованием промежуточных структур (холодное спаивание). Этим и объясняются высокие, приближающиеся к единице значения коэффициента трения в подобных соединениях (правая ордината диаграммы). Понятие коэффициента трения в его обычной механической трактовке в этих условиях утрачивает смысл; коэффициент трения здесь отражает не столько сопротивление перемещению поверхностей относительно друг друга, сколько сопротивление сдвигу промежуточного слоя металла.

Пониженная прочность соединений, собранных под прессом, объясняется тем, что при запрессовке сминаются и срезаются гребешки микронеровностей. При сборке с охлаждением гребешки не повреждаются и после нагрева заходят в углубления микропрофиля, повышая прочность сцепления.

При распрессовке соединений с мягкими покрытиями поверхности деталей не повреждаются; при распрессовке соединений с твердыми покрытиями наблюдаются задиры, царапины и глубокие вырывы основного металла, иногда на значительных участках контактных поверхностей, вследствие чего повторная сборка соединении затрудняется, а часто даже становится невозможной. Кроме того, твердые гальванические покрытия снижают сопротивление усталости соединения.

Применение мягких покрытий и сборка с охлаждением вала повышают несущую способность соединений в 3—4 раза по сравнению с соединениями без покрытий, собираемыми под прессом. Следовательно, при заданной несущей способности появляется возможность применять меньшие натяги с соответственным уменьшением растягивающих напряжений в охватывающей детали и напряжений сжатия в охватываемой. Кроме того, гальванические покрытия предохраняют контактные поверхности от коррозии и предотвращают сваривание.

Несущую способность соединений с натягом можно повысить также металлизацией и термодиффузионным насыщенней (например, горячим цинкованием), которое в отличие от гальванических покрытий не вызывает водородного охрупчивания металла. Дальнейшего повышения несущей способности можно достичь нанесением разнородных покрытий, например, цинкового покрытия на одну поверхность и медного ни другую. В результате взаимной диффузии атомов металлов можно ожидать образования в зоне контакта промежуточных структур более высокой прочности, чем металлы однородных покрытий (например, сплавов типа латуней при сочетании цинкового и медного покрытий).