OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 4 2022 85 EQUIPMENT. INSTRUMENTS и окружающей атмосферы вызывают коррозию, эрозию, а также кавитацию от движения при высоких скоростях стальных, чугунных, бронзовых или баббитовых деталей и узлов, работающих удовлетворительно только при наличии смазки, которая при этом нередко попадает в воду и пагубно влияет на фауну и флору. В экстремальных условиях работают подшипники судовых валов (дейдвудные подшипники). Решение проблемы их надежности и работоспособности в среде воды, особенно при больших давлениях глубоководной морской среды, является одной из трудных задач материаловедения [1–3]. Полиамиды и композиции на их основе обладают высокой износостойкостью и стабильным коэффициентом трения на воздухе без смазки, в воде и в других средах, они позволяет свести к минимуму вибрационные нагрузки и шумы и обеспечивают экологическую безопасность водного бассейна. В то же время наличие жидкой среды, в том числе воды, приводит к набуханию полимерных материалов. Установлено, что при экспозиции в воде происходит стабилизация их размеров и улучшение триботехнических свойств [4, 5]. Вместе с тем в работах школы Ребиндера и других исследователей [6–9] широкое распространение получило представление об адсорбционном влиянии воды и других жидкостей на прочность твердых тел разной природы за счет понижения поверхностной энергии и «расклинивающего» воздействия жидкости на стенки трещины. В этих работах предполагается, что уменьшение прочности полимеров вызвано изменением поверхностной энергии, что приводит к уменьшению критического напряжения в вершине трещин. При таком подходе разрушение представляет собой критическое явление, которое наступает, когда напряжение в вершине наиболее опасной трещины достигает прочности материала. Подход, основанный на кинетической концепции прочности, был развит в работах Берштейна [10–12]. Он исходил из основного положения, в соответствии с которым разрушение происходит в результате накопления разрывов химических связей под действием тепловых флуктуаций, т. е. процессы зарождения и развития разрушения в присутствии молекул воды представляют собой реакцию механически стимулированного гидролиза. В исследованиях по изучению триботехнических свойств полимерных композиционных материалов нами было установлено [13, 14], что в условиях сухого трения при осциллирующем движении рабочей поверхности, при однонаправленном линейном перемещении, при наличии динамического нагружения, абразива или химически агрессивных сред ведущим механизмом при установившемся режиме трения износа является усталостное разрушение рабочего слоя. Состояние поверхностей трения пары характеризуется наличием определенного состава поверхностных пленок. В реальных условиях на воздухе все микровыступы и микротрещины почти мгновенно покрываются оксидными пленками и слоями адсорбированных молекул полимерного образца и наполнителей, которые прочно связываются с металлом. Обычно над ювенильной (чистой) поверхностью находятся слои оксидов. Эти пленки экранирует рабочие поверхности трибосистемы и способствуют граничному механизму трения при отсутствии смазки и «самоорганизации» процесса установившегося трения [15, 16]. Материалы, используемые для изготовления трущихся деталей, должны обладать низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью, т. е. оптимальными основными информативными триботехническими характеристиками. Кроме того, при разработке композиционных материалов триботехнического назначения в качестве модификаторов используют материалы, способные при трении формировать на сопряженной поверхности пленки фрикционного переноса (графит, углерод, политетрафторэтилен, диоксид кремния, дисульфид молибдена и др.) и обеспечивать режим самосмазывания. Соответствовать этим требованиям можно путем использования полимерных композиционных материалов (ПКМ). Большинство полиамидов характеризуются хорошим сочетанием этих параметров, сохраняют свои свойства при воздействии на них агрессивных сред [3, 17–19]. Анализ исследований различных авторов показывает необходимость экспериментальной проверки поведения полимерных материалов при наличии в рабочем контакте морской воды. Целью данной работы является исследование триботехнических свойств материалов на основе полиамида в среде имитатора морской
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1