ТРИБОТЕХНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕРМОСТОЙКИХ ТВЕРДЫХ СМАЗОЧНЫЙ ПОКРЫТИЙ

Ф.П. Дерлугян, И. Н. Щербаков, Г.Е. Трофимов, В.Т. Логинов, П.Д. Дерлугян

Целью настоящей работы было проведение испытаний по определе­нию антифрикционных свойств и износостойкости десяти термостойких твёрдых смазочных покрытий (ТТСП) в режиме испытания пар трения, приближенном к реальным условиям эксплуатации (среда, нагрузки, ско­рости и т. д.).

Исследования проводились на универсальном трибометре, который представлял собой машину с возвратно-поступательным движением индентора, оборудованную вакуумной системой и системой создания высо­ких температур.

Основой для нанесения покрытий являлись инструментальные стали. В качестве подслоя методом химического осаждения наносилось покрытие, состоящее из никеля, меди и соединений никеля с фосфором и меди с фосфором. Все исследуемые покрытия содержали фосфатное свя­зующее. В качестве наполнителей вводились порошки металлов, а так­же оксиды и дисульфиды металлов. В таблице представлены результаты триботехнических испытаний ТТСП.

Результаты триботехнических исследований ТТСП

№  

п/п

Наполнители Фосфатное 

связующее

Удельная нагрузка, кг/см2 Температура в зоне трения, °С Работоспособность,  мин Коэффициент  трения
1 ZrO+WS2 На основе меди 15400 20±5 20 0,09
2 CuO+ WS2 На основе двуокиси

циркония

15400 20±5 90 0,12
3 WS2 На основе двуокиси циркония 15400 20±5 10 0,12
4 Cu+WS2 На основе двуокиси

циркония

15400 20±5 10 0,2
5 HgO+WS2 На основе двуокиси

циркония

15400 20±5 90 0,15
6 WS2 На основе титана 20 5 0,10
300 25 0,20
7500 600 10 0,23
7 WS2+ ZrO2 На основе кадмия 20 5 0,40
300 90 0,21
7500 600 15 0,50
8 WS2+ ZrO2 На основе цинка 20 5 0,08
300 60 0.10
7500 600 15 0,2
9 WS2+ ZrO2 На основе 7500 20 5 0,3
алюминия и 300 30 0,4
хрома 600 60 0.5
10 WS2 Форрофосфатная связка + связка на основе магния + связка на основе алюминия 15522 20 80 0,18
7500 20 120 0,27
7500 600 15 0,27

По результатам исследовании наиболее низким коэффициентом тре­ния обладает ТТСП с наполнителями WS2+ ZrO2, однако работоспособ­ность его сравнительно невысока (см. таблицу, ТТСП №1). Коэффициент трения у покрытия №2 (см. таблицу) содержащего оксид меди, составил 0,12; а работоспособность – 90 минут. Этот результат является одним из лучших, приведённых в данной работе. Низкий коэффициент трения и повышенная износостойкость покрытия №2, вероятно, в данном случае объясняется явлением избирательного переноса.

Покрытие №6 (см. таблицу) испытывалось при температурах 20, 300, 600 °С, коэффициент трения с повышением температуры изменялся от 0,1 до 0,23. Работоспособность данного покрытия удовлетворительная.

Коэффициент трения покрытия №8 (см. таблицу) изменялся в интер­вале от 0,08 при 20 °С до 0,2 при 600 °С. Работоспособность покрытия со­ставляла от 5 до 60 минут.

Для покрытия №9 (см. таблицу), содержащего фосфатную связку с соединениями алюминия и хрома, коэффициент трения принимал значе­ние в интервале от 0,3 до 0,5 в зависимости от температуры в зоне трения.

В покрытии №10 с синтезированной связкой (см. таблицу) использо­вался в качестве наполнителя дисульфид вольфрама. При комнатной тем­пературе покрытие не проработало 120 минут при коэффициенте трения 0,27. При повышении температуры до 650 °С коэффициент трения увеличивал­ся до 0,5. С повышением удельной нагрузки работоспособность данного покрытия составила 80 минут, коэффициент трения принял значение от 0,18 до 0,2.

Проведение триботехнических испытаний показало, что для увеличе­ния работоспособности всех исследуемых ТТСП необходимо химически сконструировать индивидуальные подслойные покрытия с учётом темпе­ратуры в зоне трения, природы фосфатной связки и состава вводимых на­полнителей, а также провести моделирование и прогнозирование количе­ственных показателей антифрикционных свойств для целенаправ­ленного выбора состава ТТСП.

Работа выполнялась в рамках гранта Президента РФ № МК-1859.2010.8 для государственной поддержки молодых учёных.

Библиографический список

  1. Кутьков А.А. Износостойкие и антифрикционные покрытия. – М.: Машиностроение, 1976.-152с.
  2. Вишенков С.А., Каспаров Е.В. Повышение надежности и долговечности деталей машин химическим никелированием. – М.: Машгиз, 1963.- 207с.
  3. Голынко-Вольсон С.Л. Сычев М.М., Судакас Л.Г. Химические основы технологии и применения фосфатных связок и покрытий. – Л.: Химия, 1974. -158с.
  4. Иванов В.В., Щербаков И.Н. Моделирование композиционных никель-фосфорных покрытий с антифрикционными свойствами. – Ростов-на-Дону: Известия вузов. Северо-Кавказский регион, 2006.-112с.
Leave A Comment

Вы не можете скопировать содержимое этой страницы