ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕНИЯ ВЕРЧЕНИЯ СТАЛИ ШХ15 ПО ПОВЕРХНОСТИ ПОРИСТОГО ПОКРЫТИЯ (Al,Ti)N, НАНЕСЁННОГО НА ПОДЛОЖКУ ИЗ CoCrMo, ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТВЁРДОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА ИЗ НАНОЧАСТИЦ ДИСЕЛЕНИДА ВОЛЬФРАМА

Для исследования были взяты образцы из CoCrMo, с нанесенным на них покрытием из (Аl, Ti)N. Толщина нанесенных пористых покрытий была соответственно 3, 7 и 10 мкм. В качестве вращающегося контртела использовался цилиндрический образец (ролик) из подшипниковой стали марки ШХ-15, диаметром 10 мм. Выбранный твёрдый смазочный материал - наноразмерный порошкообразный дисе-ленид вольфрама пластинчатой формы с размерами частиц 60х5нм. В процессе испытаний вращающийся стальной образец своей плоской частью прижимался к плоскости зажатого в струбцине образца. Струбцина, зафиксированная на подшипниковом узле, с помощью тросика и тензобалки в процессе опыта удерживалась от поворота, сообщаемого подвижным роликом. С тензобалки на компьютер передавались данные о моменте трения и действующей нагрузке. В процессе всех опытов нагрузка на пару трения составляла 334Н, а частота вращения вала, в котором был зажат стальной ролик, составляла 500 об/мин. На основании проведённого исследования установлено, что покрытия (Аl,Ti)N толщиной 3,7 и 10 мкм на CoCrMo способствуют снижению момента трения верчения на 18, 40 и 67% (в три раза) соответственно, относительно подложки. При использовании на фрикционном контакте порошка из наночастиц диселенида вольфрама 60х5 нм момент трения верчения относительно покрытия (Аl,Ti)N толщиной 3 мкм снижается в 6,5 раз. При использовании на фрикционном контакте порошка из наночастиц диселенида вольфрама 60х5 нм момент трения верчения относительно покрытия (Аl,Ti)N толщиной 7 мкм снижается в 18 раз. При использовании на фрикционном контакте порошка из наночастиц диселенида вольфрама 60х5нм момент трения верчения относительно покрытия (Аl,Ti)N толщиной 10мкм снижается в 6 раз. Зависимость момента трения верчения от толщины покрытия при использовании диселенида вольфрама хорошо согласуется с зависимостью коэффициента трения от толщины металлических плёнок по Боудену и Тейбору.

трение, наночастицы, твёрдый смазочный материал, антифрикционное покрытие, смазочный слой, friction, nanoparticles, solid lubricant, antifriction coating, lubricant film

1. Брейтуэйт Е.Р. Твёрдые смазочные материалы и антифрикционные покрытия: [пер. с англ.]. - М.: Химия, 1967.- 320 с.

2. Кламанн Д. Смазки и родственные продукты. Синтез. Свойства. Применение. Международные стандарты / пер. с англ. под ред. Ю.С. Заславского. - М.: Химия, 1988. - 488 с.

3. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчётов на трение и износ. - М.: Машиностроение, 1977. - 526с.

4. Основы технологической подготовки: учеб. пособие / А.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, А.Д. Бреки [и др.]; под ред. проф. А.Е. Гвоздева. - Изд. 2-е, испр. и доп. - Тула: Издательство ТулГУ, 2015. - 187с.

5. Материаловедение: учебник для вузов / Ф.К. Малыгин, Н.Е. Стариков, А.Е. Гвоздев, В.И. Золотухин, Н.Н. Сергеев, А.Д. Бреки. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. - 268 с.

6. Триботехнические характеристики жидких смазочных и полиимидных композиционных материалов, содержащих антифрикционные наночастицы дихалькогенидов вольфрама: монография / под ред. А.Д. Бреки. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. - 276 с.

7. Комплексный подход к исследованию экстремальных эффектов в металлических, композиционных и нанокристаллических материалах: монография / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов, В.И. Золотухин, А.Д. Бреки [и др.]; под ред. д-ра техн. наук, проф. А.Е. Гвоздева. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. - 128 с.

8. Жидкие смазочные композиционные материалы, содержащие высокодисперсные наполнители, для подшипниковых узлов управляемых систем: монография / Е.С. Васильева, О.В. Толочко, Н.Н. Сергеев [и др.]. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. - 144 с.

9. Бреки А.Д. Триботехнические свойства модифицированных смазочных масел: дис.. канд. техн. наук / Институт проблем машиноведения Российской академии наук. - СПб., 2011. - 161 с.

10. Триботехнические свойства композиционных покрытий с полиимидными матрицами и наполнителями из наночастиц дихалькогенидов вольфрама для узлов трения машин: монография / В.В. Кудрявцев, А.Л. Диденко, Е.С. Васильева [и др.]; под ред. А.Д. Бреки. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. - 128с.

11. Синтез и триботехнические свойства композиционных покрытий с матрицей из полиимида ПМ-ДАДФЭ и наполнителями из наночастиц дихалькогенидов вольфрама при сухом трении скольжения / А.Л. Диденко, В.В. Кудрявцев, Е.С. Васильева [и др.] // Материаловедение. - 2015. - № 12. - С. 36-40.

12. Определение основных трибологических характеристик жидких смазочных композиций, содержащих мелкодисперсные частицы дихалькогенидов вольфрама / О.В. Толочко, А.Д. Бреки, Е.С. Васильева, М.Ю. Максимов // Вопросы материаловедения. - 2011. - №1(65). - С.143 - 149.

13. Взаимодействие дисперсных компонентов смазочного композиционного материала, содержащего наночастицы дихалькогенидов вольфрама / А.Д. Бреки, О.В. Толочко, Е.С. Васильева, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2015. - № 5-2. - С. 136-144.

14. Влияние смазочного композиционного материала с наночастицами диселенида вольфрама на трение в подшипниках качения / В.В. Медведева, Ю.А. Фа-дин, О.В. Толочко [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2015. - № 11-1. - С. 171-180.

15. Взаимодействие дисперсных компонентов смазочного композиционного материала, содержащего наночастицы дихалькогенидов вольфрама / О.В. Толочко, Е.С. Васильева, А.Е. Гвоздев [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2015. - № 7-1. - С. 197-205.

16. Выбор дисперсности наполнителя из частиц дихалькогенидов вольфрама для создания смазочного композиционного материала / А.Д. Бреки, О.В. Толочко, Е.С. Васильева, А.Е. Гвоздев [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2015. - № 7-1. - С. 235-243.

17. Влияние смазочного композиционного материала с наночастицами дисульфида вольфрама на трение в подшипниках качения / А.Д. Бреки, В.В. Медведева, Ю.А. Фадин, О.В. Толочко [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2015. - № 11-1. - С. 78-86.

18. Оценка взаимодействия между наночастицами дихалькогенидов вольфрама в среде жидкого смазочного материала / А.Д. Бреки, О.В.Толочко, Е.С. Васильева, А.Е.Гвоздев, Н.Е.Стариков, Д.А. Провоторов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2015. - № 7-2. - С. 8-14.

19. Макаров Э.С., Гвоздев А.Е., Журавлев Г.М. Теория пластичности дилатирующих сред: монография / под ред. А.Е. Гвоздева. - 2-е издание, перер. и доп. - Тула, 2015. - 337 с.

20. Разработка прогрессивных технологий получения и обработки металлов, сплавов, порошковых и композиционных наноматериалов: монография / М.Х. Шоршоров, А.Е. Гвоздев, В.И. Золотухин, А.Н. Сергеев, А.А. Калинин, А. Д. Бреки, Н.Н. Сергеев, О.В. Кузовлева, Н.Е. Стариков, Д.В. Малий. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. - 235 с.

21. Журавлев Г.М., Гвоздев А.Е. Обработка сталей и сплавов в интервале температур фазовых превращений: монография. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. - 320 с.

22. Противоизносные свойства консистентного смазочного композиционного материала, содержащего смесь гидросиликатов магния / В. В. Медведева, А. Д. Бреки, Н. А. Крылов, С. Е. Александров, А. Е. Гвоздев, Н. Е.Стариков, Н. Н.Сергеев, А. Н.Сергеев, Д. В. Малий // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. - 2016. - №. 2 (19). - С. 30-40.