ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 2 2025 222 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Свойства композиционного материала на основе ПТФЭ Properties of PTFE-based composite Свойства / Properties Номер стандарта ASTM / ASTM Code M1 M2 M3 Плотность, кг/м3 / Density (kg/m3) ASTM D 792 [16] 2160 2244 2147 Прочность при растяжении, МПа / Tensile strength (MPa) ASTM D 638 [16] 22,7 15,54 15,8 Прочность при сжатии, МПа / Compressive strength (MPa) ASTM D 638 [16] 4,32 15,46 14,32 Твёрдость по Шору D / Shore D hardness ASTM D 2240 [16] 49 65 61 настоящего исследования была выбрана 25%-я объемная концентрация углеродного наполнителя, обеспечивающая существенное повышение механических свойств, включая жесткость и прочность полимерной матрицы [9]. Данная концентрация также позволяет избежать агломерации наполнителя, его перегрузки и обеспечивает требуемую термическую стабильность, положительно влияющую на износостойкость материала. Аналогично введение 20 % (по объему) стекловолокна в ПТФЭ способствует повышению стабильности размеров за счет снижения эффектов ползучести и деформации под нагрузкой. Кроме того, упрочнение ПТФЭ стекловолокном повышает его химическую стойкость, расширяя возможности применения данного материала в агрессивных средах [16]. Экспериментальная методика Трибологические испытания проводили на трибометре по схеме трения скольжения «палец – диск» (Ducom Instruments Pvt. Ltd., Бангалор, Индия). Принцип работы установки заключается во вращении диска с постоянной скоростью при фиксированном положении образца, прижатого к диску с заданной нагрузкой. Износ материала образца (пальца) инициируется относительным движением между образцом и вращающимся диском. В качестве контртела использовали диск, изготовленный из аустенитной нержавеющей стали (SS 304), диаметром 165 мм и толщиной 8 мм. Среднее значение твердости поверхности диска составило 58 HRC, а среднее значение шероховатости – 1,8 мкм. Для непрерывной регистрации перемещения образца, коррелирующего с величиной износа, использовали линейный дифференциальный трансформатор (LVDT). Установка была оснащена дополнительными приспособлениями, такими как нагреватель образца и климатическая камера, позволяющими моделировать условия эксплуатации, приближенные к реальным. Общий вид экспериментальной установки представлен на рис. 2. На рис. 2, а, б и в показаны приспособление для нагрева образца, испытательная камера и контроллер с программным обеспечением соответственно. Технические характеристики установки позволяют проводить испытания в диапазоне нагрузок от 0 до 200 Н и диапазоне скоростей вращения от 200 до 2000 об/мин. Диаметр используемого образца может варьироваться от 3 до 10 мм. Точность измерений LVDT составляет ±1 % от измеренной величины износа (мкм), при этом минимальное измеряемое значение износа составляет 1 мкм, а максимальное – 1200 мкм. Предусмотрена возможность нагрева образца до температуры 400 °C. Диаметр дорожки износа варьируется в диапазоне от 55 до 154 мм, а в рамках настоящего исследования был зафиксирован на уровне 100 мм. Диаметр дорожки трения выбирался в соответствии со скоростью вращения диска для обеспечения заданных скоростей скольжения в согласно плану эксперимента CCRD (Central Composite Rotatable Design, центральный композиционный ротатабельный план). Использование данного плана позволяет обеспечить равномерную дисперсию прогноза в точках,
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1