Повышение трибологических характеристик порошковых железомеднографитовых сплавов

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.

1. Бурлакова, В. Э. Трибоэлектрохимия эффекта безызносности / В. Э. Бурлакова // Ростов-наДону : Издательский центр ДГТУ, 2005. – 209 с. – ISBN 5-7890-0323-0.

2. Гаркунов, Д. Н. Триботехника (износ и безызносность) / Д. Н. Гаркунов // Москва : Издательство МСХА, 2001. – 616 с. – ISBN 5-94327-004-3.

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.

4. 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.

5. Поляков, С. А. Теоретический анализ основных механизмов эволюции трибосистем при избирательном переносе // Долговечность трущихся деталей машин : сборник трудов. – Москва : Машиностроение, 1988. – С. 3–26.

6. 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.

7. Заславский, Ю. С. Трибология смазочных материалов / Ю. С. Заславский. – Москва : Химия, 1991. – 240 с.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. Кужаров, А. С. Физико-химические основы смазочного действия в режиме избирательного переноса / А. С. Кужаров // Эффект безызносности и триботехнологии. – 1992. – № 2. – С. 3–14.

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.

15. Дорофеев, Ю. Г. Конструкционные порошковые материалы и изделия / Ю. Г. Дорофеев, Л. Г. Мариненко, В. И. Устименко. – Москва : Металлургия, 1986. – 144 с.

16. Ермаков, С. С. Порошковые стали и изделия / С. С. Ермаков, Н. Ф. Вязников. – Ленинград : Машиностроение, 1990. – 319 с.

17. Патент № 2823582 Российская Федерация, МПК G01N 3/56 (2006/01). Автономный узел трения для испытательного оборудования на трение

18. 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.

19. Жданович, Г. М. Сопротивление порошковых материалов / Г. М. Жданович. – Минск : Бестпринт, 1999. – 340 с.

20. Бальшин, М. Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна / М. Ю. Бальшин. – Москва : Металлургия, 1972. – 335 с.

21. 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.