5.2.1.1.Шероховатость
Одним из важных условий прочного сцепления высокоресурсного покрытия с основой является достаточная шероховатость покрываемой поверхности, которая достигается вибрационной обработкой и травлением.
Качество поверхности определяется двумя основными показателями: шероховатостью и волнистостью.Шероховатость поверхности является одной из основных геометрических характеристик качества поверхности и оказывает существенное влияние на эксплуатационные показатели. Шероховатость поверхности основного металла должна быть не более: Rz=40 мкм - под защитные покрытия; Ra=2,5 мкм - под защитно-декоративные покрытия; Ra=l,25 мкм - под 'ввсрдыс и электроизоляционные анодно-оксидные покрытия. Высота неровностей волнистости и высота шероховатости должны быть примерно одинаковые.
Шероховатость поверхности после химико-механической вибрационной обработки в среде фарфоровых шаров зависит как от режима обработки, так и от исходной шероховатости поверхности. Изменение высоты неровностей зависит от структурных составляющих материала. Так максимальное изменение шероховатости поверхности от 2,58 мкм (рис.5.1) до 2,0 мкм (рис.5.2) для закаленной стали 40 со структурной составляющей мартенсит достигается в течение одного часа. Режим обработки: среда - фарфоровые шары, рабочая
камера 10 л, частота 35 Гц, амплитуда 2,5 мм.
Рис.5.1. Шероховатость поверхности: закалённая сталь 40 (мартенсит); Ra=2,58
Рис.5.2. Шероховатость поверхности: закалённая сталь 40 (сорбит); Ra=2,03
Изменение шероховатости поверхности от 1,25 до 0,75 мкм происходит у стали У8 (структура сорбит) при тех же режимах обработки, как и у других сталей.
Установлено,что минимальное изменение шероховатости от 1,8 до 1,5 мкм для режима обработки стали 20 с ферритно-перлитной структурой происходит на частоте35 Гц и амплитуде 3 мм. При увеличении частоты колебаний в два раза (до 67 Гц) и амплитуды в два раза (до 5 мм) уже через 40 минут происходит уменьшение шероховатости стали 20 в три раза. Изменение шероховатости стали 40 после улучшения (структурная составляющая - сорбит) при обработке на частоте 67 Гц и амплитуде 5 мм ведет к уменьшению шероховатости от 2,5 мкм до 1,8 мкм через 40 мин, что в 3,5 раза больше, чем у закаленной стали 40 за тот же интервал времени. Таким образом, для всех исследуемых сталей повышение амплитуды и частоты колебания ведет к снижению шероховатости (рис.5.3, кривые 5 и 6).Эти результаты подтверждаются исследованиями, приведенными в [151].
Рис.5.3. Изменения шероховатости углеродистых сталей: 1 - сталь 40 (закаленная), частота - 35 Гц, амплитуда - 1,2 мм; 2 - сталь 40 (улучшение), частота - 67 Гц, амплитуда - 3,5 мм; 3 - сталь 20, частота - 35 Гц, амплитуда - 1,2 мм; 4 - сталь 20, частота - 67 Гц, амплитуда - 35 мм; 5 - сталь У8, частота - 35 Гц, амплитуда - 1,2 мм; 6 - сталь У8, частота - 67 Гц, амплитуда - 3,5 мм
5.2.1.2.