vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2026_1_161vrgup-203Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGПовышение трибологических характеристик порошковых железомеднографитовых сплавовImproving the tribological characteristics of powdered iron-copper- graphite alloysГасановБ. Г.GasanovB. G.

Гасанов Бадрудин Гасанович, кафедра «Автомобили и транспортно-технологические комплексы», доктор технических наук, профессор

Новочеркасск

Gasanov Badrudin Gasanovich, Chair “Automobiles and Transport-Technological Complexes”, Doctor of Engineering Science, Professor

Novocherkassk

gasanov.bg@gmail.comХарченкоЕ. В.KharchenkoE. V.

Харченко Евгений Вячеславович, кафедра «Автомобили и транспортно-технологические комплексы», старший преподаватель

Новочеркасск

Kharchenko Evgeniy Vyacheslavovich, Chair “Automobiles and Transport-Technological Complexes”, Senior Lecturer

Novocherkassk

hariton_n@mail.ruПанчвидзеГ. Г.PanchvidzeG. G.

Панчвидзе Гиоргий Гелаевич, кафедра «Автомобили и транспортно-технологические комплексы», аспирант

Новочеркасск

Panchvidze Giorgiy Gelaevich, Chair “Automobiles and Transport-Technological Complexes”, Postgraduate Student

Novocherkassk

gelapan15@yandex.ruЮжно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. ПлатоваSouth-Russian State Polytechnic University (NPI) named by M. I. PlatovЮжно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. ПлатоваSouth-Russian State Polytechnic University (NPI) named by M. I. Platov20263003202601161175Copyright © Гасанов Б.Г., Харченко Е.В., Панчвидзе Г.Г., 20262026Гасанов Б.Г., Харченко Е.В., Панчвидзе Г.Г.Gasanov B.G., Kharchenko E.V., Panchvidze G.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/203

Рассмотрено влияние химического состава смазочных материалов, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ), на значения коэффициента трения, температуры и линейного износа образцов из порошковых антифрикционных сплавов на основе железа.Проведенные изыскания показали, что насыщение пористых структур, изготовленных из Fe, Fe + Cu и Fe + 2,5 % Cu + 2 % Gr, смазочными составами на основе карбоновых кислот или иных ПАВ с последующим их применением в области контакта трущихся элементов заметно улучшает трибологические характеристики исследуемых порошковых материалов.В результате экспериментов установлено, что использование смеси минерального масла И-20А и спиртового раствора олеиновой кислоты в качестве смазки приводит к значительному, примерно в 4–6 раз, сокращению периода приработки образцов. Также наблюдается снижение коэффициента трения, который в стабильном режиме не превышает значений 0,01–0,007, после чего система практически переходит в режим работы с минимальным износом.С помощью метода электронно-зондового микроанализа определены закономерности образования промежуточных слоев, улучшающих триботехнические свойства порошковых материалов на основе железо – медь – графит, а также влияние и состав смазочных материалов, содержащих ПАВ, на микроструктуру поверхностного слоя пар трения.

The effect of the chemical composition of lubricants containing surfactants on the coefficient of friction, temperature, and linear wear of iron-based powder antifriction alloys is shown. The conducted research has shown that saturation of porous structures made of Fe, Fe + Cu and Fe + 2.5% Cu + 2% Gr with lubricants based on carboxylic acids or other surfactants (surfactants), followed by their application in the area of contact of rubbing elements, significantly improves the tribological characteristics of the studied powder materials. The experiments demonstrated that the use of a mixture of mineral oil I-20A and an alcohol solution of oleic acid as a lubricant lead to a significant reduction in the break-in period of the samples, by approximately 4-6 times. In addition, there is a decrease in the coefficient of friction, which does not exceed 0.01-0.007 in a stable mode, after which the system practically switches to a mode of operation with minimal wear.Using the electron probing microanalysis, the features of the formation of intermediate structures improving tribological properties of powder materials based on iron-copper-graphite, as well as the influence and composition of lubricants containing surfactants on microstructure of the surface layer of friction pairs were determined.

порошковые антифрикционные материалыпромежуточные структурытриботехнические свойстваповерхностно-активные веществасамоорганизующиеся системыpowdered antifriction materialsintermediate structurestribological propertiessurfactantsand self-organizing systemsReferencesБурлакова, В. Э. Трибоэлектрохимия эффекта безызносности / В. Э. Бурлакова // Ростов-наДону : Издательский центр ДГТУ, 2005. – 209 с. – ISBN 5-7890-0323-0.Burlakova, V. E. Triboelectrochemistry of the wear-free effect / V. E. Burlakova // Rostov-on-Don : DSTU Publishing Center, 2005. – 209 p. – ISBN 5-7890-0323-0.Гаркунов, Д. Н. Триботехника (износ и безызносность) / Д. Н. Гаркунов // Москва : Издательство МСХА, 2001. – 616 с. – ISBN 5-94327-004-3.Garkunov, D. N. Tribotechnics (wear and wearfree) / D. N. Garkunov // Moscow : Publishing House of the Moscow Agricultural Academy, 2001. – 616 p. – ISBN 5-94327-004-3.Трибоэлектрохимия эффекта безызносности при трении. Механизм формирования граничных слоев на стали в самоорганизующейся трибосистеме «медь – глицерин – сталь» / А. С. Кужаров, В. Е. Бурлакова, Е. Г. Зодошенко [и др.] // Трение и износ. – 1998. – Т. 19, № 6. – С. 768–778. – ISSN 5-7890-0323-0.Triboelectrochemistry of the wear-free effect during friction. Mechanism of boundary layer formation on steel in the self-organizing tribosystem "copper – glycerin – steel" / A. S. Kuzharov, V. E. Burlakova, E. G. Zodoshenko [et al.] // Friction and Wear. – 1998. – Vol. 19, No. 6. – P. 768–778. – ISSN 5-7890-0323-0.Кужаров, А. С. Концепция безызносости в современной трибологии / А. С. Кужаров // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2014. – № 2. – С. 23–31. – ISSN 978-88-908185-09.Kuzharov, A. S. The concept of wearlessness in modern tribology / A.S. Kuzharov // University News. North-Caucasian region. Technical sciences. – 2014. – No. 2. – P. 23–31. – ISSN 978-88-908185-09.Поляков, С. А. Теоретический анализ основных механизмов эволюции трибосистем при избирательном переносе // Долговечность трущихся деталей машин : сборник трудов. – Москва : Машиностроение, 1988. – С. 3–26.Polyakov, S. A. Theoretical analysis of the basic mechanisms of the evolution of tribosystems at selective transfer // Durability of rubbing machine parts : Collection of works. – Moscow : Mashinostroenie, 1988. – P. 3–26.Kajita, S. Friction Modification by Shifting of Phonon energy Dissipation in Solid Atoms / S. Kajita, M. Tohyama, H. Washizu // Tribology Online. – 2015 (10). – No. 2. – P. 156–161.Kajita, S. Friction modification by shifting of phonon energy dissipation in solid atoms / S. Kajita, M. Tohyama, H. Washizu // Tribology Online. – 2015 (10). – No. 2. – P. 156–161.Заславский, Ю. С. Трибология смазочных материалов / Ю. С. Заславский. – Москва : Химия, 1991. – 240 с.Zaslavsky, Yu. S. Tribology of lubricants / Yu. S. Zaslavsky. – Moscow : Khimiya, 1991. – 240 p.Бурлакова, В. Е. Влияние концентрации органической кислоты в составе смазки на трибологические характеристики пары трения / В. Е. Бурлакова, Е. Г. Дроган // Вестник Донского государственного технического университета. – 2019. – Т. 19, № 1. – С. 24–30. – DOI 10.23947/1992-5980-2019-19-1-24-30.Burlakova, V. E. The effect of the concentration of organic acid in the lubricant on the tribological characteristics of a friction pair / V. E. Burlakova, E. G. Drogan // Vestnik of Don State Technical University. – 2019. – Vol. 19, No. 1. – P. 24–30. – DOI 10.23947/1992-5980-2019-19-1-24-30.Кужаров, А. С. Особенности эволюционного перехода трибологической системы латунь – глицерин – сталь в режим безызностного трения / А. С. Кужаров, Р. М. Марчак // Доклады РАН. – 1997. – Т. 354, № 5. – С. 642–644.Kuzharov, A. S. Features of the evolutionary transition of brass-glycerin-steel tribological system to the endless friction mode / A. S. Kuzharov, R. M. Marchak // Reports of the Russian Academy of Sciences. – 1997. – Vol. 354, No. 5. – P. 642–644.Nanotribology of Aqueous Solutions of Monobasic Carboxylic Acids in a Copper Alloy‒Steel Tribological Assembly / V. E. Burlakova, A. A. Milov, E. G. Drogan [et al.] // Journal of Surface Investigation : X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2018. – Vol. 12, No. 6. – P. 1108–1116.Nanotribology of Aqueous Solutions of Monobasic Carboxylic Acids in a Copper Alloy‒Steel Tribological Assembly / V. E. Burlakova, A. A. Milov, E. G. Drogan [et al.] // Journal of Surface Investigation : X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2018. – Vol. 12, No. 6. – P. 1108–1116.Mechanical properties and size effects of self-organized film / V. E. Burlakova, A. I. Tyurin, E. G. Drogan [et al.] // Journal of Tribology. – 2019. – Vol. 141, Iss. 5. – P. 1–7.Mechanical properties and size effects of selforganized film / V. E. Burlakova, A. I. Tyurin, E. G. Drogan [et al.] // Journal of Tribology. – 2019. – Vol. 141, Iss. 5. – P. 1–7.Characterization and nano-mechanical properties of tribofilms using Cu nanoparticles as additives / H. L. Yu, Y. Xu, P. J. Shi [et al.] // Surface and Coatings Technology. – 2008. – Vol. 203, No. 1–2. – P. 28–34.Characterization and nano-mechanical properties of tribofilms using Cu nanoparticles as additives / H. L. Yu, Y. Xu, P. J. Shi [et al.] // Surface and Coatings Technology. – 2008. – Vol. 203, No. 1–2. – P. 28–34.Кужаров, А. С. Физико-химические основы смазочного действия в режиме избирательного переноса / А. С. Кужаров // Эффект безызносности и триботехнологии. – 1992. – № 2. – С. 3–14.Kuzharov, A. S. Physical and chemical bases of lubricating action in the mode of selective transfer / A. S. Kuzharov // Effect of wearlessness and tribotechnology. – 1992. – No. 2. – P. 3–14.Гасанов, Б. Г. Порошковые антифрикционные материалы и смазки для самоорганизующихся узлов трения / Б. Г. Гасанов, А. А. Азаренков // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2004. Спецвыпуск. – С. 118–123. – ISSN 1560-3644.Gasanov, B. G. Powder antifriction materials and lubricants for self-organizing friction units / B. G. Gasanov, A. A. Azarenkov // University News. North-Caucasian region. Technical sciences. – 2004. Special issue. – P. 118–123. – ISSN 1560-3644.Дорофеев, Ю. Г. Конструкционные порошковые материалы и изделия / Ю. Г. Дорофеев, Л. Г. Мариненко, В. И. Устименко. – Москва : Металлургия, 1986. – 144 с.Dorofeev, Yu. G. Constructive powder materials and products / Yu. G. Dorofeev, L. G. Marinenko, V. I. Ustimenko // Moscow : Metallurgy, 1986. – 144 p.Ермаков, С. С. Порошковые стали и изделия / С. С. Ермаков, Н. Ф. Вязников. – Ленинград : Машиностроение, 1990. – 319 с.Ermakov, S. S. Powder steels and products / S. S. Ermakov, N. F. Vyaznikov // Leningrad : Mashinostroenie, 1990. – 319 p.Патент № 2823582 Российская Федерация, МПК G01N 3/56 (2006/01). Автономный узел трения для испытательного оборудования на трениеPatent No. 2823582 Russian Federation, IPC G01N 3/56 (2006/01). Autonomous friction unit for friction and wear testing equipment : и износ : № 2024109067 : заявл. 04.04.2024 : опубл. 24.07.2024 / Б. Г. Гасанов, А. А. Азаренков, Е. В. Харченко ; заявитель Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. – 8 с. No. 2024109067 : declared. 04.04.2024 : published 24.07.2024 / B. G. Gasanov, A. A. Azarenkov, E. V. Kharchenko ; applicant South-Russian State Polytechnical University (NPI) named after M. I. Platov. – 8 p.Патент № 2823909 Российская Федерация, МПК G01N 3/56 (2006/01). Машина трения для сравнительных испытаний антифрикционных материалов : № 2024109068 : заявл. 04.04.2024 : опубл. 30.07.2024 / Б. Г. Гасанов, А. А. Азаренков, Е. В. Харченко ; заявитель Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. – 8 с.Patent No. 2823909 Russian Federation, IPC G01N 3/56 (2006/01). Friction machine for comparative tests of antifriction materials : No. 2024109068 : declared 04.04.2024 : published 30.07.2024 / B. G. Gasanov, A. A. Azarenkov, E. V. Kharchenko ; applicant South-Russian State Polytechnical University (NPI) named after M. I. Platov. – 8 p.Жданович, Г. М. Сопротивление порошковых материалов / Г. М. Жданович. – Минск : Бестпринт, 1999. – 340 с.Zhdanovich, G. M. Resistance of powder materials / G. M. Zhdanovich. – Minsk : Best-print, 1999. – 340 p.Бальшин, М. Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна / М. Ю. Бальшин. – Москва : Металлургия, 1972. – 335 с.Balshin, M. Yu. Scientific foundations of Powder Metallurgy and Fiber Metallurgy / M. Yu. Balshin // Moscow : Metallurgy, 1972. – 335 p.Simič, R. Adsorption mechanisms for fatty acids on DLC and steel studied by AFM and tribological experiments / R. Simič, M. Kalin // Applied Surface Science, 2013. – Vol. 283. – P. 460–470.Simič, R. Adsorption mechanisms for fatty acids on DLC and steel studied by AFM and tribological experiments / R. Simič, M. Kalin // Applied Surface Science, 2013. – Vol. 283. – P. 460–470.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.