Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении Азаренков Андрей Александрович

Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении
<
Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Азаренков Андрей Александрович. Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении : Дис. ... канд. техн. наук : 05.16.06 : Новочеркасск, 2004 150 c. РГБ ОД, 61:04-5/2157

Содержание к диссертации

Введение

1. Материалы и технологии производства деталей для узлов трения 7

1.1 Основные показатели триботехнических материалов, виды изнашивания и способы повышения износостойкости 7

1.2 Основные требования предъявляемые к структуре и свойствам антифрикционных и износостойких материалов , 10

1.3 Антифрикционные порошковые материалы на основе меди 13

1.4 Антифрикционные материалы на основе железа 18

1.5 Антифрикционные материалы на основе никеля, кобальта, алюминия и других лёгких металлов, тугоплавких металлов и соединений, металлографито-вые материалы 26

1.6 Самоорганизующиеся системы в узлах трения 32

1.7 Механизм избирательного переноса и его модификации... 40

1.8 Выводы, цель и задачи исследований 45

2. Материалы, оборудование и методики проведения исследований 50

2.1 Исходные материалы и технология изготовления образцов 50

2.2 Методики исследования структуры материалов 53

2.3 Методики исследования характеристик и свойств материалов и образцов 58

2.4 Обработка экспериментальных данных 64

3. Исследование триботехнических свойств спеченных антифрикционных мате риалов на основе железа при трении вереде ПАВ 69

3.1 Влияние химического состава спеченных антифрикционных материалов на основе Fe на их триботехнические характеристики при трении в среде ПАВ 69

3.2 Влияние состава смазки и способа её введения на триботехнические свойства пары трения « спеченный сплав Fe+2,5% Си - сталь У8А» 78

3.3 Влияние остаточной пористости на триботехнические свойства 83

3.4 Влияние параметра pv на триботехнические характеристики материала Fe+2,5%Cu при трении в среде глицерина 91

4. Кинетика формирования вторичных структур в парах трения со спеченными антифрикционными материалами на основе железа среде смазки, содержащей ПАВ 97

4.1 Особенности приработки при трении порошковых сплавов на основе Fe в среде глицерина 97

4.2 Влияние распределения меди в порошковых сплавах на их триботехнические свойства при трении в среде глицерина 104

4.3 Механизм формирования слоя вторичных структур при трении 119

5. STRONG Обсуждение результатов и технология производства втулок поддерживающе

го катка STRONG 129

5.1 Обсуждение результатов исследований 129

5.2 Технология производства втулок для поддерживающих катков гусеничного хода экскаватора ЭО-4112А 135

Общие выводы 136

Литература

Введение к работе

Важнейшим требованием при конструировании различных механизмов, машин, приборов является достижение максимального эффекта от их использования при минимуме затрат на производство и обслуживание. Это достигается путём повышения надёжности и долговечности отдельных узлов и агрегатов, снижения мелаллоёмкости и доли дорогостоящих материалов, использованием современных технологий и т.д. Надёжность функционирования узлов трения зачастую имеет решающее значение в определении надёжности как отдельного агрегата, так и всей машины в целом [1-3].

В настоящее время в связи с непрерывно повышающимися параметрами работы машин и механизмов, в большинстве случаев материалы, работающие в узлах трения, выходят из строя значительно раньше, чем другие части машин [1]. Это делает необходимым проведение работ по ремонту оборудования и изготовлению большого количества запасных частей, что связано с потерями времени и средств [2-5].

Одним из способов повышения надёжности и долговечности узла трения типа «втулка-вал» является применение антифрикционных материалов, обеспечивающих минимальные значения коэффициента трения и износа трущихся поверхностей. Среди них наиболее эффективными являются порошковые и композиционные материалы [2, 5 и др.].

Основные преимущества технологий порошковой металлургии известны и заключаются в том, что коэффициент использования материала при таком производстве составляет более 0,95-0,98, а на выпуск 1 кг изделий тратится 29 МДж. Соответствующие показатели для традиционной технологии механической обработки сортовых профилей находятся в пределах 0,4 - 0,5 и 66 - 82 МДж/кг [6]. Кроме этого методы порошковой металлургии позволяют получать изделия с заданными размерами, физико-механическими свойствами, химическим составом и структурой, уменьшает затраты рабочей силы, высвобождает дорогостоящее оборудование и производственные площади. Но, несмотря на это, внедрение методов порошковой металлургии в машиностроительное про-

изводство происходит в жесткой конкурентной борьбе с традиционными технологиями точной штамповки, литья, механической обработки проката.

В настоящее время существует множество узлов трения, в которых применяются порошковые антифрикционные материалы - подшипники скольжения, подпятники, вкладыши, направляющие, скользящие токосъёмники, торцевые и боковые уплотнения, шарнирные устройства, поршневые кольца и др. [2, 7]. Они применяются вместо дефицитных литых подшипниковых сплавов из цветных металлов, подшипников качения, антифрикционных сталей и чугунов. Универсальность методов порошковой металлургии позволяет создавать сложные композиционные материалы, в которых введение соответствующих добавок позволяет достигать строго заданных свойств, необходимых для конкретных условий работы узла трения.

Введение в состав спеченных антифрикционных материалов различных веществ, играющих роль твердой смазки, присадок, повышающих прочностные свойства материала, а также заполнение смазочными жидкостями остаточных пор (примерно 15—30 %), после операции спекания, увеличивают срок службы деталей от 1,5 до 10 раз [2].

Открытый в середине 50-х гг. эффект безызносности в паре трения бронза-сталь при смазывании спирто-глицериновой смесью, заключающийся в образовании тонкой медной плёнки со специфическими свойствами на обеих поверхностях трения в результате самоорганизующегося процесса трения, позволяет ещё больше снизить трение и практически исключить износ [1, 8]. Открытие этого эффекта дало дополнительный толчок развитию науки о трении и износе, привело к понятию о самоорганизующихся процессах в узлах трения. В настоящее время это явление достаточно широко изучено для пар трения из компактных материалов и уже применяется в технике, однако, до сих пор остаются неизученными особенности возникновения и протекания этого эффекта в парах трения с пористыми материалами, полученными методами порошковой металлургии.

В связи с вышеизложенным целью диссертационной работы является проведение исследований, направленных на изучение механизма работы пары

трения «антифрикционный порошковый материал-сталь» в условиях эффекта «безызносности» и разработку технологии получения порошковых материалов, реализующих этот эффект, методами «прессования-спекания».

Для достижения этих целей в работе поставлены следующие задачи:

  1. Изучить возможность реализации эффекта безызносности в узлах трения «порошковый материал - сталь» при введении в смазку поверхностно-активных веществ.

  2. Выявить механизм формирования промежуточного слоя в рассматриваемых системах и установить природу характерных явлений, протекающих в узлах трения.

  3. Исследовать влияние состава и структуры порошковых антифрикционных сплавов на их трибологические характеристики в условиях обеспечивающих режим безызносности.

  4. Разработать рекомендации по использованию результатов исследований для получения антифрикционных пористых материалов и изделий из них в производственных условиях.

Диссертационная работа выполнена в соответствии: Межвузовской инновационной научно-технической программы РФ «Исследования в области порошковой технологии»; научного направления 550500 — Металлургия «Проблемы создания порошковых и композиционных материалов, покрытий с заданными свойствами. Технология производства изделий из них».

Автор защищает:

  1. Выявленные особенности реализации эффекта безызносности при добавлении в смазку глицерина;

  2. Установленные закономерности формирования сёрфинг-пленок в паре трения «сталь-антифрикционный порошковый материал»;

  3. Механизм структурообразования в зоне трения «сталь-порошковый материал» и влияние на него распределения меди;

  4. Предложенный вариант повышения триботехнических характеристик порошковых антифрикционных материалов на основе железа.

Основные требования предъявляемые к структуре и свойствам антифрикционных и износостойких материалов

Многообразие условий трения и изнашивания предъявляет особые требования к структуре и свойствам материалов для узлов трения и уплотнений, и не позволяет создавать универсальные материалы антифрикционного назначения. Исследования и практический опыт показали, что наиболее износостойкими являются материалы с гетерогенной структурой, состоящей из твёрдых включений равномерно распределённых в упругопластической металлической матрице [5]. Такая структура позволяет эффективно тормозить движение дислокаций и рекристаллизационные процессы, как при низких, так и при высоких температурах. При нагружении гетерогенного материала пары трения дейст вующая нагрузка распределяется по твёрдым включениям, а в упругопластиче-ской матрице происходит релаксация напряжений. Вместе с тем твёрдые дисперсные выделения являются барьерами для движущихся дислокаций, они позволяют резко снизить скорость пластической деформации. Дисперсные и равномерно распределённые по объёму изделия включения твёрдых смазок, а также наличие пор заполненных частично жидкими смазками, позволяют снизить коэффициент трения и вероятность схватывания [8, 11].

Изложенные условия для обеспечения высокой износостойкости материалов выдвигают следующие основные требования к структуре и свойствам антифрикционных материалов:

1. Упругопластичная матрица должна обеспечить достаточную релаксацию действующих напряжений и снижение вероятности зарождения усталостных трещин, а также минимальную деформацию.

2. Структура поверхностных слоев материала не должна существенно изменяться в процессе трения или должна перестраиваться в структуру обеспечивающую минимальный износ. Поэтому допустимым является измельчение структурных составляющих, как пластичной матрицы, так и твёрдых включений, которое приводит к более равномерному распределению приложенной нагрузки, повышению характеристик прочности и износостойкости материала. Примером благоприятных структур является структура с «белым слоем» или оксидными плёнками [1,5].

3. Поверхность трущихся материалов должна иметь меньшую прочность, чем низлежащие слои (правило положительного градиента, предложенное И.В. Крагельским), что позволяет уменьшить потери на трение в процессе эксплуатации [3, 33-37]. С этой целью следует вводить в материал вещества, которые бы создавали на поверхности трения плёнку, предохраняющую от схватывания и глубинного вырывания.

4. Прочность на границах между входящими в состав материала компонентами — твёрдыми включениями и матрицей, должна быть достаточно высо кой, поскольку при низкой адгезионной прочности составляющих твёрдые включения в материале выкрашиваются и начинают действовать как абразивные частицы. Низкая адгезионная прочность также обусловливает снижение упругости, пластичностии, а также усталостной прочности материала, в результате которого уменьшается его износостойкость.

5. Температура при которой в материале происходят неблагоприятные с точки зрения износа структурные изменения должна существенно превышать температуру в зоне трения.

6. В процессе трения основа не должна подвергаться сильному упрочнению, а хрупкие компоненты не должны в заметной степени вызывать разуплотнение или охрупчивание.

Для обеспечения требуемого комплекса структурных характеристик и свойств в композиционных порошковых материалах антифрикционного назначения необходимы глубокие исследования по следующим направлениям [30].

1. Всестороннее изучение влияния структурных факторов и внешних условий на характеристики прочности, пластичности, усталостного износа материалов. Следствием этого может явиться переход от чисто эмпирического подхода к научному анализу, прогнозированию и созданию материалов с требуемым комплексом свойств;

2. Использование рациональных способов пропитки и разработки специальных, более эффективных смазочных материалов.

3. Создание условий, обеспечивающих формирование сервовитных слоев, образование плёнок из комплексных соединений.

4. Разработка принципов создания спеченных «псевдосплавов» анти фрикционного назначения путём введения в них порошков различных метал лов, а также твёрдых смазок и специальных добавок.

5. Разработка нетрадиционных промышленных технологий получения ан тифрикционных порошковых материалов и обоснованных рекомендаций по их выбору для заданных условий эксплуатации.

На основании литературных данных в настоящее время можно выделить три наиболее перспективных направления создания порошковых антифрикционных материалов: 1. Из смесей отдельных порошков, включений и смазок; 2. Из гранул сплавов, например, на основе алюминия; 3. Из шихт с использованием металлизированных твёрдых смазок и включений.

Как показывает анализ последних публикаций необходимо провести комплексные исследования по созданию самоорганизующихся систем в узлах трения. Для этого недостаточно создать новые или оптимизировать состав известных материалов, но и необходимо использовать соответствующие добавки в смазочные материалы.

Методики исследования характеристик и свойств материалов и образцов

Плотность материалов определялась методом гидростатического взвешивания с покрытием исследуемых образцов парафином по ГОСТ 18898-89. Сущность метода заключается в измерении массы образцов на воздухе и после закрытия поверхностных пор на воздухе и в воде с последующим определением их плотности и пористости.

Перед проведением испытаний образцы осматривались для выявления поверхностных дефектов. Те из них, которые имели трещины, раковины, сколы и открашивающиеся кромки, к испытаниям не допускались. Затем образцы очищались от прилипшей грязи, смазки и других инородных материалов. Начальная масса образца определялась взвешиванием на аналитических весах АДВ-200 с точностью ± 0,01 г. Потом поверхностные поры образца закрывались путем пропитки в расплаве парафина, приготовленного по ГОСТ 9090-81. После прекращения выделения на поверхности образца пузырьков воздуха образец вынимался из расплава и сушился до постоянной массы. Затем он взвешивался на воздухе и в воде. Образец в воде взвешивался на весах с применением специальной подставки, на которую устанавливался стакан с дистиллированной водой. Для определения плотности воды, ее температуру измеряли с погрешностью не более 0,5 С. При этом образец подвешивался к коромыслу весов тонкой капроновой нитью, погружался в воду и затем определялась его масса в воде. При взвешивании образца в воде не допускалось образование пузырьков воздуха на его поверхности. Если пузырьки появлялись, образец сушился и подвергался повторной обработке с целью закрытия пор и снова взвешивался на воздухе и в воде. После взвешивания в воде с поверхности образца фильтровальной бумагой удалялась влага и он повторно взвешивался на воздухе.

Если масса образца не изменилась, то операция взвешивания считалась законченной. При увеличении массы после повторного взвешивания на воздухе образец подвергался повторной обработке.

Объем погруженного в воду образца вычислялся по формуле где ті - масса пропитанного образца, взвешенного на воздухе, г; пі} — масса пропитанного образца, взвешенного в воде, г; рв — плотность воды, г/см3. Значение V подставлялось в формулу плотности образца т т р = = рві (2.4) V W( - тг где т — масса образца, г. Относительная плотность изделия вычислялась по формуле g = --.100%, (2.5) Л где рк — теоретическая плотность компактного материала, г/см . Общая пористость определялась по формуле 17 100% . (2.6) К Р.) Для образцов, общая пористость которых свыше 10 %, определялась і- Л открытая пористость по формуле (.т,-т).Л (т,-т2)-рй где / — ПЛОТНОСТЬ парафина, г/см3. Закрытая пористость рассчитывалась как разность между общей и открытой пористостью и равнялась П3 = П-П0. (2.8)

Определение поверхностной пористости (Ппов) производили на нетравленых микрошлифах с помощью автоматического структурного анализатора «EPIQUANT» (Германия). Объемная доля пор измерялась линейно-аналитическим методом. Линейно-аналитические измерительные данные получаются путем автоматической развертки образцов с помощью управляемого импульсами сканирующего столика. Длина измерительной строки составляла 1 .„8 мм, величина шага — 0,25 мкм, увеличение — 500 раз.

Величина поверхностной пористости вычисляется автоматически по формуле Я =7"100%, (2-9) где LA - суммарная длина частичных отрезков, приходящаяся на фазу А (поры); L — полная длина измерительной линии. Триботехнические испытания Испытания проводились на машине трения типа МИ, имеющей следующие технические характеристики: -диапазон нагружения образца — 25-250 кг; при площади образца 0,5 см2 давления составляют - 5-50 МПа, -частота вращения контртела - 210 об./мин; при диаметре контртела 50 мм окружная скорость составляет 0,55 м/с. -диапазон измерения момента трения - 0-150 крем; -минимальный измеряемый момент— 0,2 кг-см.

Влияние состава смазки и способа её введения на триботехнические свойства пары трения « спеченный сплав Fe+2,5% Си - сталь У8А»

Проведенные исследования показали, что добавление в антифрикционный материал бронзы и графита не позволяет повысить триботехнические свойства при трении в глицерине так, как это наблюдается при добавлении меди. В частности, добавление графита хотя и снижает время приработки, но повышает коэффициент трения в установившемся режиме до 0,006 — 0,007 по сравнению с материалами Fe-Cu, у которых f=0,003 - 0,0045 (рис. 3.3) и приводит к его нестабильности в виде отдельных скачков наблюдающихся в течение всего времени испытания (рис. 3.8, а), а введение в состав шихты порошка бронзы Бр05Ц5С5 приводит к небольшому увеличению времени приработки и повышению коэффициента трения после этапа приработки от 0,002 до 0,01 — 0,011 (рис. 3.8, б). Поэтому в дальнейших исследованиях было изу чено влияние меди в диапазоне концентраций от 2,5 до 10%. Причём оптимальной композицией с точки зрения антифрикционных характеристик является композиция Fe+2,5% Си. Кроме более высоких триботехнических характеристик, ещё одним аргументом в пользу сделанного выбора является отсутствие усадки при спекании в железомедных композициях, содержащих около 2% меди, что уменьшит количество технологических операций при изготовлении подшипников скольжения. С точки зрения прочностных свойств легирование медью спеченного железа в количестве 2,5% позволяет повысить ав с 220 до 320 МПа, твёрдость НВ с 80 до 110 единиц [5].

Влияние состава смазки и способа её введения на триботехни-ческие свойства пары трения «спеченный сплав Fe+2,5%Cu — сталь У8А».

Триботехнические свойства материалов, как было показано в литературном обзоре, зависят от многих факторов. Для получения количественной оценки основных характеристик антифрикционных материалов целесообразно проводить разносторонние сравнительные испытания. В частности, было исследовано влияние состава смазочного материала и способа его введения на триботехнические свойства исследуемых материалов.

В качестве смазочных материалов в данных исследованиях применялись: глицерин, масло И-30, смесь масла И-30 с глицерином в объёмных соотношениях 4:1; 3:2; 2:3; 1:4.

Смазывание осуществлялось двумя способами. Первый способ заключался в подаче смазки в количестве 0,5 мл с помощью шприца на поверхность контртела непосредственно перед началом испытания и пропитке рабочей поверхности образца маслом или глицерином, в зависимости от того какая смазка подавалась на контртело. Дополнительная однократная подача смазки была организована ввиду относительно малых размеров рабочей поверхности образца по сравнению с контртелом, и как следствие недостаточ ным количеством впитанной смазки. Режим трения без дополнительной подачи смазки был ближе к режиму сухого, нежели граничного трения.

Второй способ заключался в организации капельной подачи смазки, посредством установки капельницы на машину трения. Скорость подачи смазки составляла 1 капля в секунду. Так как глицерин и масло взаимнонера-створимы, то смазывание смесью масла с глицерином осуществлялось только по первому способу, причём шприц сначала наполняли расчётным количеством масла а затем глицерином.

Анализ полученных результатов показывает, что увеличение содержания глицерина приводит к значительному сокращению периода приработки образцов (рис. 3.9). При концентрации глицерина в смазочной смеси 80 % (по объёму) и более время приработки такое же как и при трении на чистом глицерине, т.е. 8-10 мин. С увеличением концентрации глицерина в смеси коэффициент трения в установившемся режиме имеет тенденцию к снижению. При трении на масле он равен 0,085-0,09. При добавлении в смазочный материал около 20% глицерина коэффициент трения составлял -0,004, при увеличении его содержания до 40% -,/М),0035. Минимальных значений (0,003)/ достигает при концентрациях глицерина около 60%. Однако при трении на чистом глицерине коэффициент трения выше (0,0045). Вероятно это может быть связано с образованием дополнительного слоя скольжения благодаря содержащемуся в смеси маслу. Но не исключено образование нового вида ПАВ или других соединений, обеспечивающих ещё меньший коэффициент трения.

Влияние распределения меди в порошковых сплавах на их триботехнические свойства при трении в среде глицерина

Как было отмечено в литературном обзоре параметр pv является одним из основных показателей антифрикционного материала, характеризующего его нагрузочную способность. На него оказывают большое влияние параметры фрикционного контакта, структура и химический состав антифрикционного материала, состав и способ подачи смазки, тепловые характеристики узла трения. В свою очередь изменение параметра PV может оказывать значительное влияние на такие характеристики антифрикционных материалов, как коэффициент трения, интенсивность изнашивания, время приработки. По данным [131] удельная нагрузка оказывает на коэффициент трения большое влияние. Коэффициент трения железографита при увеличении давления от 0,4 до 2,2 МПа, уменьшается примерно в три, а литой бронзы — в два раза. Снижение коэффициента трения (либо его стабильность) свидетельствует о работоспособности материала в данных режимах трения. Повышение коэффициента трения свидетельствует об изменении условий трения (переход из жидкостного в граничный режим) или о развитии процессов схватывания.

Влияние удельной нагрузки на износ материалов описано в [132]. Для неприработанных поверхностей удельная нагрузка нелинейно влияет на износ, причём более существенно (1 рам+3), для поверхностей с малой площадью контакта, т.е. без волнистости. Волнистость значительно уменьшает нелинейный характер этой зависимости. Для приработанных поверхностей интенсивность изнашивания прямо пропорциональна удельной нагрузке. Таким образом, в общем случае I pa + , что согласуется с опытными данными эксплуатации деталей машин, а также многочисленными лабораторными испытаниями.

Влияние скорости скольжения на триботехнические характеристики изучено ещё недостаточно. Скорость скольжения определяет время существования единичной фрикционной связи и, следовательно, скорость деформирования материалов. Поэтому на коэффициент трения и износ оказывает влияние вязкость фрикционного контакта. От скорости скольжения зависит мощность тепловыделения и температура на контактирующих поверхностях. Нагрев поверхностных слоев трущихся тел приводит к изменению их механических и фрикционных свойств, а также к механохимическим структурным превращениям.

Особо следует выделить существование критических точек на зависимостях интенсивности изнашивания и коэффициента трения от параметров, характеризующих тепловыделение на контакте. При достижении на контакте определённых температур и воздействия механохимических факторов происходят коренные изменения в материале поверхностных слоев, в сущности им приобретаются качественно новые механические свойства, при которых коэффициент трения и интенсивность изнашивания может скачкообразно изменяться на несколько порядков. Для выделения таких точек проводят испытания на фрикционную теплостойкость, в которых получают экспериментальные зависимости коэффициента трения и интенсивности изнашивания от температуры вблизи поверхности трения [132].

Для определения нагрузочной способности исследуемого материала при трении в среде глицерина были проведены соответствующие испытания, при которых менялась нагрузка на образец, а скорость скольжения в зоне фрикционного контакта оставалась постоянной. Для проведения испытаний приготавливались образцы состава Fe+2,5%Cu пористостью 18-22% по технологии, описанной в гл. 2. Образцы пропитывались глицерином. Непосредственно перед началом испытаний в зону трения однократно вводилось 0,5 мл глицерина. Испытания проводились по двум схемам: первая схема заключалась в использовании отдельного образца и контртела для каждого значения нагрузки, вторая - в использовании одного образца и контртела, нагрузка изменялась в этом случае непосредственно во время работы. Как видно из рис. 3.18 время приработки при нагрузке 5 МПа составило около 13 мин, с увеличением нагрузки до 11 МПа снизилось до 7-8 мин, а линейный износ возрос с 0,025 до 0,09 мм за 30 мин.(табл. 3.5). Однако при Р=14 МПа момент сопротивления скольжению резко возрос, а коэффициент трения повысился до 0,14, что характерно для полусухого трения.

Значения износа и максимальные температуры, полученные после испытания в течение 30 мин при различных давления в зоне трения приведены в таблице 3.5.

Уменьшение времени приработки с увеличением давления, свидетельствует о более высокой скорости протекания процесса формирования вторичных структур, чему в значительной степени способствует повышение температуры в зоне контакта 25 С при 5 МПа, 47 С при 11 МПа.

Рост линейного износа непосредственно связан с увеличением давления, и объясняется более жёсткими условиями работы образцов на этапе приработки. Увеличение давления в зоне контакта до 14 МПа приводит к скачкообразному изменению триботехнических характеристик материала. В этом случае продолжительность периода приработки составляет всего 4 мин., но минимальный коэффициент трения оказался очень высоким 0,141, а линейный износ образца составил 0,45 мм за ЗОмин работы. Очевидно, что такая величина давления, является в данных условиях критической. Это можно объяснить тем, что в начале испытания из-за высокого давления температура в зоне контакта возрастает выше какого-то оптимального значения и образование вторичных структур, обеспечивающих низкие значения коэффициента трения и износа затруднено или невозможно. Это способствует повышению коэффициента трения и температуры и в итоге приводит к качественно новому механизму процесса трения.

На рис 3.19 представлена зависимость коэффициента трения от времени для второй схемы испытаний, при которой нагрузка на образец изменялась непосредственно во время испытания, с интервалом в 20 минут.

В таблице 3.6 приведены максимальные значения температур полученные при испытаниях при различных давлениях и время достижения максимального значения температуры от начала испытания. Износ при испытании по этой схеме в течение эксперимента не измерялся, с целью повышения точности измерения коэффициента трения и температуры.

Похожие диссертации на Разработка технологии получения порошковых антифрикционных материалов с реализацией эффекта безызносности при трении