Композиційний антифрикційний матеріал на основі евтектичного сплаву

Износостойкость и низкий коэффициент трения в условиях трения без смазки определяется способностью сплавов образовывать на рабочей поверхности тонкие и плотные оксидные пленки. Управлять процессом их образования можно путем легирования матрицы сплавов. Каким образом можно добиться снижения коэффициента трения?

Abrasion resistance and low friction coefficient of friction without lubrication conditions on the ability of alloys to form the working surface of thin and thick oxide film. Manage the process of their formation can be achieved by doping the matrix alloys. How it is possible to reduce the coefficient of friction?

Зносостійкість і низький коефіцієнт тертя в умовах тертя без мастила визначається здатністю сплавів утворювати на робочій поверхні тонкі й щільні оксидні плівки. Керувати процесом їх утворення можна шляхом легування матриці сплавів. Значного зниження коефіцієнта тертя можна досягти введенням у матеріал графітних включень, часток дисульфіду молібдену, оксидів свинцю, міді або інших аналогічних включень [1].

Оптимізація процесів тертя евтектичних сплавів на основі сталі 12X18H9T може бути досягнута шляхом легування металевої матриці антифрикційними матеріалами, які здатні розчиняться в ній і бути хімічно нейтральними до зміцнювальної фази. Евтектичні сплави сталі 12X18H9T з диборидом титану й карбідом ванадію, 12X18H9T − TiВ2 — VC, (сплави ВТН) мають високу зносостійкість при терті без змащення, однак — досить великий коефіцієнт тертя. Як матеріал, що є постачальником легуючих елементів в евтектичні сплави обрана бронза БрОЦС 5‑5‑5, що широко застосовується в підшипниках тертя ковзання й має відносно низький коефіцієнт тертя, рівний 0,25. Введення компонентів бронзи в евтектичні сплави на основі заліза з тугоплавкими фазами проникнення призведе до зниження їхнього коефіцієнта тертя. Для одержання таких сплавів змішувалися порошки евтектичного сплаву ВТН26 з порошком бронзи в різних співвідношеннях [2]. Отримані суміші умовно позначені ВТНАБ — 26, разом з порошком прожареної бури, у співвідношенні 1 частина бури до 4 частин суміші, засипалися у внутрішню порожнину втулки (з торців втулка закривалася графітовими кришками), потім втулка поміщалася в індуктор СВЧ. Результати випробувань зношення сплавів ВТНАБ-26 (1) і контртіла (2) із цементованої сталі 20Х (НRС59-61) залежно від вмісту бронзи (Рпит. = 2МПа; V = 0,1 м / с; t = 20°C) представлені на рис. 1. Додавання вже 20 % бронзи за об’ємом більш ніж в 2 рази знижує зношення сплаву ВТН26, а мінімальне зношення має сплав з 40 % бронзи за об’ємом.

Необхідно відзначити, що введення бронзи в сплав евтектичного складу знижує в ньому об’ємний вміст зміцнювальної фази. У той же час, зносостійкість легованого сплаву підвищується. Так, при введенні в сплав ~ 40 % бронзи за об’ємом вміст зміцнювальної фази знижується з 21 % за об’ємом до 12 % за об’ємом. Однак, ця кількість зміцнювальної фази перебуває в межах її критичного об’ємного вмісту, що забезпечує ефективне зміцнення матриці композита [3].

Введення в евтектичний сплав понад 50 % бронзи за об’ємом призводить, незважаючи на зменшення коефіцієнта тертя, до його підвищеного зношення. Напевно малий вміст зміцнювальної фази й об’ємні характеристики матриці, що містить підвищену кількість бронзи не забезпечують його працездатності [4]. Необхідно відзначити й те, що зношення сплавів з більшим вмістом бронзи значно перевищує зношення чистої сталі 12X18H9T.

Рис. 1 Зношення сплавів ВТНАБ-26 (1) і контртіла (2)

Діденко О. Л.
Філія ВРТП «Укргазенергосервіс»
ДК «Укртрансгаз»,
Боярка, Україна



Комментарии (0)