Дерлугян Ф.П., Дерлугян П.Д.
Очевидно, что все компоненты в составе композиционного антифрикционного материала должны обеспечить его высокоэффективную износостойкость, высокую работоспособность в широком диапазоне режимов и условий эксплуатации, а в некоторых специальных случаях — способность функционирования в различных агрессивных средах.
В частности, работоспособность трущихся пар, представляющих собой подшипниковые узлы скольжения, является основным критерием надежности и долговечности работы машин и механизмов. Износ движущихся элементов приводит к преждевременному вы-ходу из строя узлов или всего механизма. Поэтому для создания надежной техники требуется разработка высокоэффективных износостойких материалов и покрытий, эксплуатируемых в широком диапазоне нагрузок, скоростей, температур и работоспособных в агрессивных жидких, газовых средах, на воздухе, при переходных режимах и в вакууме. Решение этой проблемы путем применения традиционных, выпускаемых промышленностью, материалов весьма ограничено, так как практически все они имеют характеристики или свойства, не обеспечивающие эксплуатацию подшипников скольжения в заданных режимах трения.
Данную проблему усложняет еще и тот факт, что эти материалы работоспособны в узлах трения только при наличии в зоне контакта пластичных смазок и масел. С одной стороны это не всегда удается конструктивно обеспечить, требует защиты узлов от воздействия внешней среды, а с другой стороны — подача смазки, особенно под давлением, значительно усложняет конструкцию, требует дополнительных затрат при изготовлении и эксплуатации машин.
В последнее время все более значимой становится экологическая безопасность материалов в процессе их эксплуатации. Смазочные материалы при нарушении герметичности узлов трения загрязняют окружающую среду, пагубно влияя на флору и фауну. В тоже время сами материалы должны быть стойкими к действию биологически активных сред, какими являются активно развивающиеся биологические объекты и особи.
Создание универсального материала, работоспособного в узлах трения без смазки и обладающего широким спектром физико-механических, тепло-физических и триботехнических свойств, не представляется возможным. Однако разработка материалов с комплексом определенных свойств для конкретного узла трения становится возможным за счет применения композиционного подхода при формировании будущего материала. В частности, актуальной в связи с этим является проблема создания широкого круга антифрикционных самосмазывающихся композиционных материалов с заданными свойствами.
Анализ данной проблемы показывает, что в стране нет производств, обеспечивающих в достаточном объеме такими материалами современное машиностроение, а также технику и исполнительные механизмы других отраслей народного хозяйства. Наличие многообразия матричных связующих материалов, наполнителей и многофункциональных добавок позволяет направленно регулировать свойства разрабатываемого композиционного материала.
Таблица 1.1
Схема химического наноконструирования композиционных полимерных антифрикционных самосмазывающихся материалов с заданными техническими характеристиками
Комплекс теоретических, научно-исследовательских, экспериментальных, конструкторских и технологических работ, объединенных для реализации процесса модификации свойств известных полимерных материалов, рассматривается нами как процесс химического наноконструирования композиционных самосмазывающихся материалов с заданными техническими характеристиками. Основные элементы процесса объединены в схему, представленную в виде табл. 1.1.
Главным этапом данного процесса химического наноконструирования является обоснование выбора исходных компонентов и их влияние на свойства полученного полимерного композита.