RU2582895C2 - Method of testing abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressure and apparatus for testing for abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressure - Google Patents
Method of testing abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressure and apparatus for testing for abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582895C2 RU2582895C2 RU2014111504/28A RU2014111504A RU2582895C2 RU 2582895 C2 RU2582895 C2 RU 2582895C2 RU 2014111504/28 A RU2014111504/28 A RU 2014111504/28A RU 2014111504 A RU2014111504 A RU 2014111504A RU 2582895 C2 RU2582895 C2 RU 2582895C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- abrasive wear
- testing
- rod
- machine parts
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/022—Environment of the test
- G01N2203/0222—Temperature
- G01N2203/0226—High temperature; Heating means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/022—Environment of the test
- G01N2203/023—Pressure
- G01N2203/0232—High pressure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предметом изобретения является способ испытания на абразивный износ деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях и устройство для исследования абразивного износа деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях, позволяющее определить абразивный износ, возникающий при работе механического оборудования, работающего в экстремально неблагоприятных эксплуатационных условиях, т.е. подверженных воздействию высокой температуры и высоких удельных давлений, при которых сталь становится пластичной, как, например, в инструментах для горячей ковки.The subject of the invention is a test method for abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressures and a device for studying abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressures, which allows to determine the abrasive wear that occurs during operation of mechanical equipment operating in extremely adverse operating conditions , i.e. exposed to high temperature and high specific pressures, at which the steel becomes ductile, as, for example, in tools for hot forging.
В настоящее время при испытаниях на абразивный износ к исследуемому образцу прижимается контробразец. В зависимости от цели и программы трибологических исследований моделируется контакт между образцом и контробразцом, зависящий от их формы и вида привода. Стандартными методами испытания, представленными, в частности, Z. Wawrowski в кн. Tribology. Friction. wear and lubrication, являются методы оценки абразивного износа типа: стержень/шарик на диск, диск на кольцо, стержень/шарик на пластину, колодка на кольцо/валик. Контробразец изготавливается чаще всего из значительно более твердого материала, чем исследуемый образец. На контробразец действует осевая сила, перпендикулярная поверхности исследуемого образца. При испытаниях наблюдается, в частности, изменение геометрии, убыль веса в функции пути или времени испытания. Испытания проводятся чаще всего при комнатной температуре до примерно 350-500°С, хотя из литературы (L.A. , М. Polok, М. Adamiak: Abrasive wear resistance improvement of X37CrMoV5-1 type steel by PVD coating. 12th International Scientific Conference. Achievements in mechanical & materials engineering, p. 277-280) известны случаи попыток испытания покрытий при температуре 800°С. Величина силы, действующей на контробразец, не превышает чаще всего величины 500 N, что с учетом поверхности соприкосновения контробразца с образцом не превышает напряжения пластифицикации верхнего слоя (в случае стальных образцов).Currently, when testing for abrasive wear, a counter-sample is pressed against the test sample. Depending on the purpose and program of tribological studies, the contact between the sample and the counter-sample is modeled, depending on their shape and type of drive. Standard test methods presented, in particular, Z. Wawrowski in the book. Tribology. Friction. wear and lubrication, are abrasion assessment methods of the type: rod / ball to disk, disk to ring, rod / ball to plate, shoe to ring / roller. The counter-sample is most often made from a significantly harder material than the test sample. An axial force perpendicular to the surface of the test sample acts on the counter-sample. During the tests, there is, in particular, a change in geometry, a decrease in weight as a function of the path or time of the test. Tests are most often carried out at room temperature up to about 350-500 ° C, although from the literature (LA , M. Polok, M. Adamiak: Abrasive wear resistance improvement of X37CrMoV5-1 type steel by PVD coating. 12th International Scientific Conference. Achievements in mechanical & materials engineering, p. 277-280) there are known cases of attempts to test coatings at a temperature of 800 ° C. The magnitude of the force acting on the counter sample does not usually exceed 500 N, which, taking into account the contact surface of the counter sample, does not exceed the plasticization stress of the upper layer (in the case of steel samples).
Представленное решение исключает вышеуказанные неудобства.The presented solution eliminates the above inconvenience.
Сущность изобретения, которым является способ испытания на абразивный износ деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях путем воздействия на образец давлением, аналогичным давлениям в условиях работы кузнечных инструментов, и с аналогичными температурами, заключается в том, что контробразец в виде стержня размещают аксиально в контейнере, нагретом до температуры в пределах (500-1000) K, заканчивающемся образцом с отверстием и боковым каналом, после чего выдавливается через зазор, закрытый скользящим элементом, образованный между поверхностью скользящего элемента и боковым каналом в образце, путем воздействия стержня пуансона на контробразец, расположенный в отверстии образца, создавая удельное давление в пределах (300-1200) МПа. При этом скорость перемещения скользящего элемента относительно зазора составляет 100 м/мин.The essence of the invention, which is a method of testing for abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressures by exposing the sample to pressure similar to pressures under the conditions of the forging tools and at similar temperatures, consists in that the counter-sample in the form of a rod is placed axially in a container heated to a temperature in the range (500-1000) K, ending with a sample with a hole and a side channel, and then extruded through a gap closed by a sliding element, the image vanny surface between the slide member and the side channel in the sample by exposing the rod to the punch kontrobrazets located in the sample aperture, creating a specific pressure in the range (300-1200) MPa. The speed of movement of the sliding element relative to the gap is 100 m / min.
Этот способ осуществляется в устройстве в соответствии с изобретением, имеющем поршень для вдавливания контробразца через образец с закрывающим элементом, сущность которого заключается в том, что он представляет собой контейнер, выполненный с возможностью нагрева до температуры в пределах (500-1000) К, в отверстии (3) которого размещены стержень (9) пуансона (10) и контробразец (4), входящий в отверстие (6) образца (5) с боковым каналом (7), и скользящий элемент (8), закрывающий отверстие (6), причем стержень (9) пуансона (10) выполнен с возможностью создания удельного давления (300-1200) МПа, а скользящий элемент (8) закрывает отверстие (6) при скорости перемещения относительно зазора (0,1-100) м/мин.This method is carried out in a device in accordance with the invention, having a piston for pressing a counter sample through a sample with a closing element, the essence of which is that it is a container made with the possibility of heating to a temperature within (500-1000) K, in the hole (3) of which the punch rod (9) (10) and the counter-sample (4) are inserted into the hole (6) of the sample (5) with the side channel (7), and a sliding element (8) covering the hole (6), the core (9) of the punch (10) is configured to create specific pressure (300-1200) MPa, and the sliding element (8) closes the hole (6) at a speed of movement relative to the gap (0.1-100) m / min.
Предпочтительно, что скользящим элементом является диск, вращающийся в направлении перемещения части пластифицированного контробразца через боковой канал образца со скоростью вращения в пределах (1-30) об/мин.It is preferable that the sliding element is a disk rotating in the direction of movement of a part of the plasticized counter sample through the side channel of the sample with a rotation speed in the range (1-30) rpm
Благодаря использованию такого решения в соответствии с изобретением были получены следующие технико-эксплуатационные результаты:Through the use of such a solution in accordance with the invention, the following technical and operational results were obtained:
- возможность испытания материалов на абразивный износ, в частности металлов, характеризующийся изменением формы радиуса между отверстием и боковым каналом, а также изменением веса образца после прохождения заданного пути пластифицированным контробразцом;- the ability to test materials for abrasive wear, in particular metals, characterized by a change in the shape of the radius between the hole and the side channel, as well as a change in the weight of the sample after passing a given path with a plasticized counter-sample;
- возможность применения датчиков сил и крутящего момента, что позволяет определить коэффициент трения и путь трения на исследуемом радиусе, а также позволяет количественно описать результат испытания;- the possibility of using sensors of forces and torque, which allows you to determine the coefficient of friction and the friction path at the studied radius, and also allows you to quantitatively describe the test result;
- возможность создания условий износа металлов, аппроксимирующих условия работы кузнечных инструментов, в частности температуры, давления и скорости перемещения пластифицированного металла.- the possibility of creating conditions of metal wear, approximating the working conditions of forging tools, in particular temperature, pressure and speed of movement of plasticized metal.
Предмет изобретения, в примере осуществления, который не является ограничивающим, представлен на чертеже, где показано устройство для испытания на абразивный износ деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях, оснащенное диском в качестве скользящего элемента.The subject of the invention, in an example embodiment, which is not limiting, is presented in the drawing, which shows a device for testing for abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressures, equipped with a disk as a sliding element.
Устройство для испытания на абразивный износ деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях имеет контейнер 1 с нагревательным элементом 2. Контейнер 1 имеет внутри центральное отверстие 3 для закрепления контробразца 4. Он закончен образцом 5 с отверстием 6 и боковым каналом 7. Отверстие 6 закрыто поверхностью скольжения, в частном случае диском 8, торцевая поверхность которого соприкасается с отверстием 6 в образце 5. В центральном отверстии 3 контейнера 1 установлен стержень 9 пуансона 10 с возможностью скольжения.The device for testing abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressures has a
В центральное отверстие 3 контейнера 1, нагретого до темп. (500-1000) K, вкладывается контробразец 4. Пуансоном 10 посредством стержня 9 создается удельное давление в пределах (300-1200) МПа. Одновременно приводится в движение скользящая поверхность, в частном случае диск 8, со скоростью вращения (1-30) об/мин. Под действием давления и сил трения контробразец 4 в зоне отверстия 6 образца 5 подвергается пластификации.In the
Пластифицированный металл вытекает через боковой канал 7 образца 5. Регулируемая скорость вращения диска 8 влияет на путь и скорость перемещения пластифицированного контробразца 4.Plasticized metal flows out through the
В устройство установлены системы измерений, регистрирующие силу стержня 9 и силу на перемещение скользящей поверхности, в этом частном случае крутящий момент диска и силу боковой реакции контейнера 1, обеспечивающей создание силы трения в паре с образцом и контробразцом. Величина абразивного износа зарегистрирована как разница веса образца 5 до и после проведения испытания.The device is equipped with measuring systems that record the force of the rod 9 and the force on the movement of the sliding surface, in this particular case, the torque of the disk and the side reaction force of the
В результате проводимых экспериментов определяются:As a result of the experiments, the following are determined:
- сила трения в паре образец 5-контробразец 4 в зависимости от вида использованных материалов и температуры;- the friction force in the pair of sample 5-
- потеря массы в функции пути перемещения контробразца 4 (длины деформированного контробразца) в качестве показателя убыли материала образца во время эксперимента;- mass loss as a function of the travel path of the counter sample 4 (length of the deformed counter sample) as an indicator of the loss of sample material during the experiment;
- геометрический износ - изменение формы поверхности образца 5 в функции пути перемещения контробразца 4.- geometric wear - changing the shape of the surface of the
Claims (3)
контробразец (4) в виде стержня размещают аксиально в контейнере (1), нагретом до температуры в пределах (500-1000) К, заканчивающемся образцом (5), с отверстием (6) и боковым каналом (7), после чего образец выдавливают через зазор, закрытый скользящим элементом (8), образованный между поверхностью скользящего элемента (8) и боковым каналом (7) в образце (5), путем воздействия на контробразец (4), расположенный в отверстии (6) образца (5), стержнем (9) пуансона (10), создавая удельное давление в пределах (300-1200) МПа, причем скорость перемещения скользящего элемента (8) относительно зазора составляет 100 м/мин.1. The method of testing for abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressures by exposing the sample to pressures similar to those of blacksmith tools and at similar temperatures, characterized in that
counter-sample (4) in the form of a rod is placed axially in the container (1), heated to a temperature in the range (500-1000) K, ending with sample (5), with a hole (6) and side channel (7), after which the sample is extruded through the gap closed by the sliding element (8) formed between the surface of the sliding element (8) and the side channel (7) in the sample (5) by acting on the counter-sample (4) located in the hole (6) of the sample (5) with a rod ( 9) the punch (10), creating a specific pressure in the range (300-1200) MPa, and the speed of movement of the sliding element ( 8) relative to the gap is 100 m / min.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL396913A PL220054B1 (en) | 2011-11-08 | 2011-11-08 | Method for abrasive wear testing of machine parts in the conditions of high temperature and at high unit pressures, and the arrangement thereof |
PLP.396913 | 2011-11-08 | ||
PCT/PL2012/000121 WO2013070101A1 (en) | 2011-11-08 | 2012-11-05 | Method and apparatus for testing the abrasive wear of machine parts in high temperature and with high unit pressures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014111504A RU2014111504A (en) | 2015-12-20 |
RU2582895C2 true RU2582895C2 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=47228014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014111504/28A RU2582895C2 (en) | 2011-11-08 | 2012-11-05 | Method of testing abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressure and apparatus for testing for abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressure |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2776808A1 (en) |
PL (1) | PL220054B1 (en) |
RU (1) | RU2582895C2 (en) |
WO (1) | WO2013070101A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111380749B (en) * | 2020-04-10 | 2023-03-31 | 兰州华汇仪器科技有限公司 | Anti-deformation sintering clamp for detection piece, assembly and disassembly kit and assembly and disassembly method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1173270A1 (en) * | 1984-02-10 | 1985-08-15 | Физико-Технический Институт Со Специальным Конструкторским Бюро И Опытным Производством Уральского Научного Центра Ан Ссср | Method of determining material friction ratio at plastic deformation by tool |
SU1522077A1 (en) * | 1986-04-09 | 1989-11-15 | Физико-Технический Институт Со Специальным Конструкторским Бюро И Опытным Производством Уральского Научного Центра Ан Ссср | Method of determining friction coefficient of material in plastic deformation |
US4939922A (en) * | 1987-07-02 | 1990-07-10 | Skf Industrial Trading And Development Co. B.V. | Method and device for examining the wear and friction properties of surface materials exposed to sliding friction |
US6412330B1 (en) * | 1998-11-25 | 2002-07-02 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Abrasion tester |
RU2276779C1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Method for determining deformability coefficient of a material |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL9002046A (en) * | 1990-09-18 | 1992-04-16 | Hoogovens Groep Bv | FRICTION TESTER. |
-
2011
- 2011-11-08 PL PL396913A patent/PL220054B1/en unknown
-
2012
- 2012-11-05 RU RU2014111504/28A patent/RU2582895C2/en not_active IP Right Cessation
- 2012-11-05 WO PCT/PL2012/000121 patent/WO2013070101A1/en active Application Filing
- 2012-11-05 EP EP12791583.3A patent/EP2776808A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1173270A1 (en) * | 1984-02-10 | 1985-08-15 | Физико-Технический Институт Со Специальным Конструкторским Бюро И Опытным Производством Уральского Научного Центра Ан Ссср | Method of determining material friction ratio at plastic deformation by tool |
SU1522077A1 (en) * | 1986-04-09 | 1989-11-15 | Физико-Технический Институт Со Специальным Конструкторским Бюро И Опытным Производством Уральского Научного Центра Ан Ссср | Method of determining friction coefficient of material in plastic deformation |
US4939922A (en) * | 1987-07-02 | 1990-07-10 | Skf Industrial Trading And Development Co. B.V. | Method and device for examining the wear and friction properties of surface materials exposed to sliding friction |
US6412330B1 (en) * | 1998-11-25 | 2002-07-02 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Abrasion tester |
RU2276779C1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Method for determining deformability coefficient of a material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013070101A1 (en) | 2013-05-16 |
RU2014111504A (en) | 2015-12-20 |
PL220054B1 (en) | 2015-08-31 |
PL396913A1 (en) | 2013-05-13 |
EP2776808A1 (en) | 2014-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hintikka et al. | Fretting-induced friction and wear in large flat-on-flat contact with quenched and tempered steel | |
Zhang et al. | Combined effect of boundary layer formation and surface smoothing on friction and wear rate of lubricated point contacts during normal running-in processes | |
Hanna | Tribological evaluation of aluminum and magnesium sheet forming at high temperatures | |
Podgornik | Adhesive wear failures | |
Gavrus et al. | An optimal forward extrusion device proposed for numerical and experimental analysis of materials tribological properties corresponding to bulk forming processes | |
RU2582895C2 (en) | Method of testing abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressure and apparatus for testing for abrasive wear of machine parts at high temperature and high specific pressure | |
De Moerlooze et al. | An experimental study of ball-on-flat wear on a newly developed rotational tribometer | |
Alazemi et al. | Experimental investigation of the correlation between adhesion and friction forces | |
Harsha et al. | Development of tribological test equipment and measurement of galling resistance of various grades of stainless steel | |
US7752883B2 (en) | Tribometer | |
RU2487350C1 (en) | Method of defining score-resistance criterion for oil and lubricants | |
CN101738166B (en) | Method for measuring sliding length of high-pressure lubricating oil interface | |
Simdyankin et al. | Ultrasonic machining of engine lubricating oil during tribotechnical testing | |
Böhmermann et al. | Methodology for reliable tribological investigations applying a micro tribometer in ball-on-plate configuration | |
Yasar et al. | Investigation of wear behaviors of C95200‐C95300 Cu‐Al‐Fe alloys | |
RU2538673C1 (en) | Method of assessment of force and friction coefficient during cold metal forming and device for its implementation | |
RU121588U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING POWDER FRICTION COEFFICIENT BY NON-METAL MATERIALS | |
Vié et al. | On the lubricating efficiency of high-performance powder metallurgy lubricants | |
Hanna | Tribological Evaluation of Aluminum Sheet Forming at High Temperatures | |
Trzepieciński et al. | Experimental Evaluation of Draw Bead Coefficient of Friction | |
RU2792609C1 (en) | Method for determining the coefficient of friction of a tribological pair by the consumer electric power of the electric drive | |
Hora et al. | Analyzing the tribological phenomena in hot extrusion processes by using new Torsion-Tribo Test | |
JP5853265B2 (en) | Lubrication target part diagnosis method | |
PL227814B1 (en) | Method for determination of phenomenological coefficient of friction between tested surface, particularly a sheet metal surface and a tool surface and a unit for determination of phenomenological coefficient of friction between tested surface, particularly a sheet metal surface and a tool surface | |
RU2646811C1 (en) | Method of estimation of efficiency of lubricants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20151028 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20151119 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201106 |