Долговечность и надежность деталей посевных и почвообрабатывающих машин (а также другого оборудования, работающего во влажной и фрикционной среде) в значительной степени зависит от добротности технологического процесса штамповки таких деталей. В частности, стабильность показателей изделий после холодной высадки иногда становится основанием для рекламаций на продукцию со стороны эксплуатационников.
Важной частью профессионального сопровождения штампов холодной высадки является мониторинг изменений в составе поверхности рабочих деталей. Суть процесса заключается в определении интенсивности износа пуансонов и матриц в зависимости от изменений в химическом составе штамповой стали. Особенно существенным вопрос окислительного износа инструмента становится относительно штампов, устанавливаемых на быстроходных автоматах. Известно, что такой инструмент работает в условиях относительно высоких (до 80–120 °С) температур.
Механизм возникновения и развития реакций активации на контактных поверхностях схематично представлен на рис. 1. В системе с граничной смазкой возникает хемосорбция, когда молекулы масла удерживаются на поверхности химическими связями.
По сравнению с физической адсорбцией химическая адсорбция полностью обратима и имеет более высокую теплоту инициирования (для физической адсорбции это 8000–42000 Вт/моль, а для химической адсорбции 42000–420000 Вт/моль) [1].
Хорошо известным примером хемосорбции в системе с граничной смазкой является реакция стеариновой кислоты с оксидом железа в присутствии воды с возникновением пленки «металлического мыла» (стеарата железа) на поверхности. Такие металлические мыла имеют не только желаемые свойства, касающиеся прочности на срез, но и значительно более высокие температуры плавления (до 1200 °С), чем изначальная жирная кислота. При этом химически адсорбированные пленки имеют эффективные смазывающие свойства независимо от того, возникли они на реагирующей поверхности или нанесены тонким слоем (напылением) на нереагирующие поверхности.