Влияние среды на абразивное изнашивание стали

И твердых сплавов

Среда вызывает химический, адсорбционный, диффузивный эффект. Кроме этого, среда является как смазочный материал. Все эти явления безусловно сказываются на характере изнашивания. Например, за счет смазывающего действия среды: уменьшается коэффициент трения и облегчаются пластические деформации и износ контактных поверхностей, а также происходит проникновение среды в поверхностные трещины и способствует выкрашиванию.

Адсорбция поверхностно-активных молекул на стенках трещин в процессе их развития приводит к снижению поверхностной энергии и облегчает тем самым дальнейшее развитие пластических сдвигов и разрыхление металла. Адсорбционный слой препятствует также смыканию трещин. За адсорбционными процессами следуют коррозионные, которые способствуют дальнейшему разрушению металлов.

Исследователями установлено, что ПАВ имеют пониженную охлаждающую способность и при высокой удельной мощности повышают склонность металла к потере устойчивости. В этом случае наблюдается эффект пластифицирования поверхности металла под влиянием ПАВ.

Смазочные пленки не только уменьшают скорость изнашивания металлов, но и снижают скорость разрушения горных пород. Это происходит в том случае, когда имеет место преимущественно поверхностное и усталостное разрушение горных пород. Если же будем рассматривать вопросы объемного разрушения, то повышение смазочной способности среды может повысить скорость разрушения породы.

Об износе металла судят по величине относительного износа в паре металл - горная порода по формуле:

,

где а - показатель скорости изнашивания;

s₀ - скорость разрушения породы.

Очевидно, чем меньше относительный износ металла, тем более производительно будет работать инструмент.

А как себя ведут твердые сплавы? В процессе повышения удельной мощности растет температура поверхности твердого сплава, что приводит к уменьшению его твердости. Скорость изнашивания твердого сплава при разрушении горных пород в 60-100 раз меньше, чем долотной стали. Наиболее благоприятные условия работы твердых сплавов на забое при промывке его водой и водными растворами.