ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Введение. Морская вода – агрессивная среда, вызывающая коррозию, эрозию, а также кавитацию при движении с высокими скоростями стальных, чугунных, бронзовых или баббитовых деталей, работающих удовлетворительно только при наличии смазки. При этом нередко происходит выброс масляных пятен в воду, что приводит к загрязнению водного бассейна. Методы исследования. Для исследования изнашивания и коэффициента трения выбраны: чистый полиамид П-610 и антифрикционные материалы на его основе – Маслянит Д и Маслянит 12. В качестве материала контртела использовались металлы: нержавеющая сталь Х18Н9Т, бронза БрАМЦ-9–2 и сплав титана ВТ-3. Результаты и обсуждение. Установлено, что материалы группы «маслянит» имеют значительно лучшие показатели по износостойкости и антифрикционным свойствам, чем чистый полиамид П-610. Показано, что причиной таких свойств Маслянита Д и Маслянита 12 является наличие в их составах твердых и консистентных смазок, выполняющих одновременно еще и роль пластификатора. Мелкодисперсные металлические наполнители благоприятно влияют на отвод температуры из зоны трения и рост кристаллической фазы полимера. Выявлено положительное влияние железного сурика на трение Маслянита 12, обусловливающего генерирование на рабочих поверхностях пары трения защитной антифрикционной пленки. Обнаружено снижение износа и коэффициента трения по мере повышения класса чистоты металлической поверхности. Подтвержден преимущественно усталостный механизм износа полимерных материалов при трении в имитаторе морской воды. Приведенные результаты испытания Маслянита 12 в реальной морской среде подтвердили его положительные характеристики.

1. Бинарные опоры из модифицированных углепластиков для подшипников судовых валопроводов / А.В. Анисимов, В.Е. Бахарева, И.В. Лобынцева, Л.В. Петрова, А.А. Чурикова // Вопросы материаловедения. – 2006. – № 2 (46). – C. 22–26.

2. Бахарева В.Е., Конторовская И.А., Петрова Л.В. Полимеры в судовом машиностроении. – Л.: Судостроение, 1975. – 236 с.

3. Кулик В.П., Хомов С.Н. Испытания графитобаббита откорректированного состава для торцевых уплотнений гребных валов // Вопросы материаловедения. – 2006. – № 2 (46). – С. 181–185.

4. Трение термопластичных углепластиков в воде / И.А. Рашкован, А.П. Краснов, М.Е. Казаков, О.В. Афоничева, О.Б. Кулачинская // Вопросы материаловедения. – 2006. – № 2 (46). – С. 100–104.

5. Основы трибологии (Трение, износ, смазка) / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше и др.; под общ. ред. А.В. Чичинадзе. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 664 с. – ISBN 5-217-03053-4.

6. Volynskii A.L., Bakeev N.F. Solvent crazing of polymers. – 1st ed. – Amsterdam: Elsevier, 1995. – 423 р. – ISBN 978-0-444-81848-5.

7. Волынский А.Л. Эффект Ребиндера в полимерах // Природа. – 2006. – № 11. – С. 11–18.

8. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров. – М.: Химия, 1984. – 280 с.

9. Полимерные композиционные материалы в триботехнике / Ю.К. Машков, З.Н. Овчар, М.Ю. Байбарацкая, О.А. Мамаев. – М.: Недра, 2004. – 262 с.

10. Берштейн В.А. Механогидролитические процессы и прочность твердых тел. – Л.: Наука, 1987. – 318 с.

11. Берштейн В.А., Егорова Л.М., Соловьев В.В. О разрушении полимеров по гидролитическому механизму // Физика твердого тела. – 1977. – Т. 19, № 3. – С. 791–794.

12. Vettegren V.I., Novak I.I., Kulik V.B. Thermal and fluctuation-induced deformations of chemical bonds in surface and boundary layers of polymers // Physics of the Solid State. – 2005. – Vol. 47 (5). – P. 920–926. – DOI: 10.1134/1.1924856.

13. Evaluation of fatigue wear and the nature of the destruction of polymeric materials / D.K.-S. Bataev, Kh.N. Mazhiev, P.U. Goitemirov, M.U. Umarov, M.A. Gaziev // Advances in Engineering Research. – Atlantis Press, 2018. – Vol. 177: Proceedings of the International Symposium on Engineering and Earth Sciences (ISEES 2018). – P. 218–222. – DOI: 10.2991/isees-18.2018.42.

14. Bataev D.K.-S., Goitemirov R.U., Dzhamaldinova M.A. The study of application of maslyanites in pumps designed for pumping aggressive media // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 905. – P. 012007. – DOI: 10.1088/1757-899X/905/1/012007.

15. Самоорганизация и структурное модифицирование в металлополимерных трибосистемах / Ю.К. Машков, О.В. Кропотин, С.В. Шилько, Ю.М. Плескачевский. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2013. – 232 с.

16. Myshkin N.K., Petrokovets M.I., Kovalev A.V. Tribology of polymers: Adhesion, friction, wear, and mass-transfer // Tribology International. – 2005. – Vol. 38, iss. 11–12. – P. 910–921. – DOI: 10.1016/j.triboint.2005.07.016.

17. Kumlutas D., Tavman I.H. A numerical and experimental study on thermal conductivity of particle filled polymer composites // Journal of Thermoplastic Composite Materials. – 2006. – Vol. 19, iss. 4. – P. 441–445. – DOI: 10.1177/0892705706062203.

18. Полимерные композиционные материалы в триботехнике / Ю.К. Машков, З.Н. Овчаров, М.Ю. Байбарацкая, О.А. Мамаев. – М.: Недра, 2004. – 262 с.

19. Полимерные композиционные материалы: свойства, структура, технологии / под общ. ред. А.А. Берлина. – СПб.: Профессия, 2008. – 560 с.

20. Tribological properties of poly(para-phenylene sulfide) and its carbon fiber composites with water lubrication / B.M. Ginzburg, D.G. Tochil’nikov, A.I. Lyashkov, V.L. Ugolkov, V.K. Lavrent’ev, P.A. Shijan, V.P. Ponimatkin // Journal of Macromolecular Science, Part B: Physics. – 2011. – Vol. 50, iss. 6. – P. 1047–1061. – DOI: 10.1080/00222348.2010.497446.

21. Carrying capacity of polymers and polymeric composites in water-lubricated friction against metals / B.M. Ginzburg, D.G. Tochil'nikov, P.A. Shiyan, A.O. Pozdnyakov // Journal of Friction and Wear. – 2011. – Vol. 32. – P. 150–163. – DOI: 10.3103/S1068366611030044.

22. Зуев Ю.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред. – М.: Химия, 1972. – 232 с.

23. Цветков Ю.Н., Крылов Д.А., Татулян А.А. Соотношение потерь, приходящихся на граничный и гидродинамический режим смазки в ДВС // Двигателестроение. – 2010. – № 1. – С. 13–19.

24. Influence of non-smooth surface on tribological properties of glass fiber-epoxy resin composite sliding against stainless steel under natural seawater lubrication / S. Wu, D. Gao, Y. Liang, B. Chen // Chinese Journal of Mechanical Engineering. – 2015. – Vol. 28, N 6. – P. 1171–1176. – DOI: 10.3901/CJME.2015.0928.117.

25. Zhao S., Wang X. The effects of surface texture on the wear properties of mechanical seals made of metal and polymers // Tribology. – 2015. – Vol. 35, N 6. – P. 761–767. – DOI: 10.16078/j.tribology.2015.06.016.