Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 3

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 3 2020 65 MATERIAL SCIENCE мированием и усталостным разрушением суб - микрослоев трущихся поверхностей при реаль - ном трибоконтакте . В качестве критерия , определяющего пере - ход от преимущественно упругого контакта к хрупкому разрушению керамического мате - риала , принята нагрузка , создающая среднее упругое давление на пятне контакта , равное микропрочности материала σ [19]. Переход от нагрузки на единичном пятне контакта σ к ве - личине критического номинального давления q кр в зоне реального трибосопряжения произведен согласно модели Н . Б . Демкина [20]. Поверх - ность композиционного материала моделирова - ли набором сферических сегментов одинакового радиуса R , равного половине среднего характер - ного размера зерна алмаза d , причем зерна ал - маза были распределены в материале с плотно - стью τ . Использовалось понятие эквивалентной поверхности [21], вершины микронеровностей которой распределены по степенному закону , а с учетом значительной толщины модифицирован - ного слоя сочли возможным применить форму - лы Герца для описания характеристик контакта единичной микронеровности [22]. Для величины критического номинального давления q ax , зависящего только от физико - меха - нических свойств взаимодействующих поверх - ностей и параметров их микрогеометрии , полу - чена зависимость   2 1 2 2 0,5 2 3 2 1, 5 . 1 (1 ) m àõ v à c m p c a t q I I R t R I I                                               Ê Здесь p R ,  , m t , 3 K – параметрышероховатости контактирующих поверхностей [20, 21], 2 1 a a a I E    , 2 1 c c c I E    , a E , c E и a  , c  – модули упругости и коэффициенты Пуассона алмаза и матрицы . Значения критического номинального давления , рассчитанные по предложенной формуле : МДО Д 16 – 10,2 МПа , минералокерамика – 5,7 МПа . Расчетные зна - чения несколько ниже экспериментальных дан - ных ( см . рис . 5). Это можно объяснить тем , что при данном номинальном давлении в реальном трибоузле локальные хрупкие разрушения только начинают формироваться на единичных микронеровностях . Катастрофическое хрупкое разрушение керамического материала про - исходит при увеличении давления в 1,1…1,5 раза выше критического . Однако данный критерий может быть определяющим при выборе конструкции и рабочих нагрузок узла трения с антифрикционным минералокерамическим ма - териалом . Заключение На основе оригинальной технологии созданы новые минералокерамические алмазосодержа - щие материалы двух типов : антифрикционные конструкционные материалы для узлов трения скольжения и инструментальные материалы для абразивной обработки . Установлено , что минералокерамические ма - териалы с высокой зернистостью алмазов пер - спективно использовать в качестве абразивного режущего инструмента . Наиболее востребованы они должны быть в качестве инструментальных для прецизионной абразивной микрообработки твердых материалов . Исследование триботехнических свойств керамических материалов с малой зернисто - стью алмазов показало наличие у них хороших антифрикционных свойств даже без смазывания жидкими материалами . Низкое трение таких материалов объясняется наличием на поверхно - сти графита , образованного за счет частичного полиморфного превращение алмазов . Из таких материалов целесообразно изготавливать детали узлов трения , работающих в условиях дефицита смазочного материала . Список литературы 1. Studies on Al6061-SiC and Al7075-Al 2 O 3 metal matrix composites / G.B.V. Kumar, C.S.P. Rao, N. Selvaraj, M.S. Bhagyashekar // Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering. – 2010. – Vol. 9, iss. 1. – P. 43–55. – DOI: 10.4236/ jmmce.2010.91004. 2. Composites based on aluminum-silicate glass ceramic with discrete fi llers / L.A. Orlova, A.S. Chainikova, N.V. Popovich, Y.E. Lebedeva // Glass and Ceramics . – 2013. – Vol. 70, iss. 3–4. – P. 149–154. – DOI: 10.1007/s10717-013-9529-2.