OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 1 2026 263 MATERIAL SCIENCE сварки, сильноточных коммутационных аппаратов и компонентов систем отвода тепла с высокой плотностью теплового потока [1–3]. Эксплуатационный ресурс подобных изделий часто ограничен прогрессирующей деградацией контактной поверхности вследствие износа, сопровождаемой ростом переходного электрического сопротивления, что ведет к преждевременному выходу из строя [4, 5]. Таким образом, характер износа псевдосплавов W-Cu формирует сложную трибосистему, определяемую набором взаимозависимых факторов, ключевыми из которых являются следующие: (а) объемная доля вольфрама как упрочняющей фазы, (б) рост температуры в контактной зоне при скольжении и (в) величина приложенной механической нагрузки. Совокупное действие данных переменных управляет процессами формирования и стабильности обогащенного медью трибологического слоя, а также сохранением целостности вольфрамового каркаса [6, 7]. Результаты традиционных исследований, выполненных по схеме «один фактор в момент времени» (one variable at a time, OVAT), свидетельствуют, что увеличение доли вольфрама повышает износостойкость, но сопровождается снижением пластичности и ростом электрического сопротивления. Повышение температуры может приводить к разупрочнению медной матрицы, что в зависимости от условий способно как улучшать, так и ухудшать функциональность трибослоя. Возрастание механической нагрузки интенсифицирует сдвиговые напряжения в подповерхностной области, провоцируя расслоение трибослоя и его отслоение от вольфрамового каркаса. Учитывая взаимосвязь указанных эффектов, поиск оптимального сочетания параметров для минимизации износа не может быть эффективно реализован с помощью сугубо эмпирических подходов или полного перебора. Методологии робастного (устойчивого) проектирования на основе метода Тагучи предлагают экономичный путь для оптимизации нескольких дискретных факторов с учетом влияния неконтролируемых переменных (шума) [10, 11]. Данные методологии применяют ортогональные планы экспериментов для минимизации их числа, оценивают устойчивость результатов посредством анализа отношений сигнал/шум (S/N) и определяют статистическую значимость каждого фактора с помощью дисперсионного анализа (ANOVA). Таким образом, метод робастного проектирования Тагучи представляет собой структурированный подход к оптимизации трибологических характеристик материалов. Несмотря на успешное применение метода робастного проектирования Тагучи в различных трибологических исследованиях [12–14], вопрос о совместном влиянии объемной доли вольфрама, температуры и нагрузки на износ при скольжении жидкофазно-спеченных композитов W-Cu остается открытым. В связи с этим целью настоящей работы является определение с помощью ортогонального массива Тагучи L₉ комбинации факторов (доля W, температура, нагрузка), минимизирующей скорость сухого износа при трении скольжения композитов W-Cu, полученных жидкофазным спеканием. В соответствии с планом было проведено девять экспериментов на трибометре схемы «штифт – диск». Для анализа результатов использовались отношения сигнал/шум (S/N), рассчитанные по критерию «меньше – лучше», и дисперсионный анализ (ANOVA) для оценки статистической значимости влияния каждого фактора. Определенные в работе оптимальные условия призваны дать материаловедам и инженерам-конструкторам статистически обоснованные рекомендации по выбору технологических и эксплуатационных параметров для обеспечения надежности контактов на основе композита W-Cu [15–20]. Методы Исходными материалами служили порошки вольфрама (< 10 мкм, 99,9 %) и электролитической меди (< 25 мкм, 99,8 %). Методом помола и перемешивания в планетарной шаровой мельнице в атмосфере аргона (200 об/мин, 4 ч) были приготовлены смеси с объемным содержанием вольфрама 20, 30 и 40 %. Смеси прессовали вхолодную под давлением 350 МПа в цилиндрические прессовки (Ø 20×10 мм). Спекание прессовок проводили в жидкой фазе при 1350 °C в течение 90 мин в потоке сухого водорода. Конечная плотность спеченных образцов, определенная по методу Архимеда, составила не менее 97 % от теоретической. Световая микроскопия показала полностью плотную медную матрицу
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1