Вплив мастильно-охолодних рідин на механізм самоорганізації та фізико-механічні властивості зносостійких наддрібнозернистих і наноструктурованих поверхневих шарів тертя хромистих криць
В. В. Тихонович
Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
Отримано: 12.09.2023; остаточний варіант - 02.10.2023. Завантажити: PDF
Досліджено вплив мастильно-охолодних рідин (МОР) на механізм самоорганізації на поверхнях тертя зносостійких наддрібнодисперсних покриттів, завдяки яким контактна пара криця 130Х17–криця 20Х13 переходить у стаціонарний режим роботи з мінімальними зносом і коефіцієнтом тертя. Показано, що самоорганізовані зносостійкі покриття складаються з шарів тертя, кожен з яких є результатом окремого акту нашарування на робочі поверхні тіл мікрооб’ємів металу адгезійно взаємодійних мікровиступів. Введення у воду концентратів МОР змінює хемічний склад і енергію поверхонь тертя, що приводить до нашарування на робочі поверхні більш великих об’ємів металу. Як наслідок, середня товщина шарів тертя збільшується у 7, 6 і 3 рази із застосуванням МОР «Сінтал-2», «Аквол-15П» і «Естераль» відповідно. Також скорочується час приробки пари тертя у 1,8, 1,7 і 1,4 рази відповідно. Показано, що введення у воду концентрату МОР «Естераль» не може істотно зменшити адгезійну взаємодію між тілами, що труться. В цьому випадку поверхні тертя екрануються лише адсорбованими молекулами вуглеводнів і тонкими плівками оксидів. Тому застосування концентрату МОР «Естераль» не усуває під час роботи пари тертя переважний масоперенос криці 130Х17 на поверхню криці 20Х13. Самоорганізовані зносостійкі покриття обох криць утворюються переважно з матеріялу криці 130Х17. Через це її ваговий знос у 1,5 рази перевищує ваговий знос криці 20Х13, що понижує ресурс роботи вузла тертя. Введення у воду концентратів МОР «Аквол-15П» і «Сінтал-2» з протизадирними й антизносними присадками хемічно модифікує поверхні тертя. В цьому випадку на ділянках контакту тіл, що труться, додатково формуються шари хемічних сполук продуктів розкладання присадок з металом поверхонь. Це понижує адгезійну взаємодію контактувальних мікровиступів, зменшує амплітуду циклічних навантажень на самоорганізовані зносостійкі покриття та перешкоджає масопереносу металу між тілами, що труться. Завдяки цьому МОР «Аквол-15П» і «Сінтал-2» підвищують зносостійкість пари тертя в 4 і 5 разів відповідно. Також коефіцієнт тертя зменшується приблизно в 2 рази. Водночас формування самоорганізованих зносостійких покриттів переважно відбувається з матеріялу тіла якому вони належать, що робить знос складових вузла тертя більш рівномірним.
Ключові слова: тертя ковзання, зносостійкість, мастильно-охолодні рідини, наноструктурований матеріял, ультрадисперсна структура, пластична деформація, поверхневі шари тертя, масоперенос.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i02/0151.html
PACS: 06.60.Vz, 62.20.Qp, 68.35.Ct, 68.37.Hk, 81.07.Bc, 81.16.Rf, 81.40.Pq