THE STUDY OF SPINNING FRICTION OF STEEL SKH-15 ON THE SURFACE OF (AL, TI)N POROUS COATING ON THE COCRMOSUBSTRATEWHEN USING NANOPARTICLE TUNGSTEN DISELENIDESOLID LUBRICANT

The samples of CoCrMocoated with (Al, Ti)N were taken for the study. The thickness of the applied porous coatings was 3, 7 and 10 microns, respectively. A cylindricalsample (roller) with a diameter of 10mm made ofball bearing steel SKh-15was usedas a rotating counterface. Nanoscale powdered plate-like tungsten diselenide with particles sizes of 60x5nm was selectedas solid lubricant. During the tests, a rotating steel samplewaspressedby its flat sideto the surface of the fixed in the clamp sample. During the experiment,the clamp fixed on the bearing assembly by means of thecable and the strain gaugewas grippedto prevent rotation imparted by the moving roller. Obtained data of friction torque and actual loadwere transmitted tothe computer by means of the strain gauge. During all the experiments, the load on the friction pair was 334N and shaft speed, in which steel roller was clamped,was 500 r/min. Basedon the conducted study, it was found that the (Al, Ti)Ncoatings,whose thickness is 3.7micronsand 10 microns, on the CoCrMo substrate help reduce spinning friction torqueon the substrateby 18, 40 and 67% (three times), respectively. When usingthe powder from tungsten diselenide nanoparticles of 60x5nm in sizeon the frictional contact, the spinning friction torque on the (Al, Ti)Ncoating with thickness of 3micronsreducesby 6.5 times. When usingthe powder from tungsten diselenide nanoparticles of 60x5nm in size onthe frictional contact,the spinning friction torque on the (Al, Ti)Ncoating with thickness of 7micronsreduces by18 times. When usingthe powder from tungsten diselenide nanoparticles of 60x5nm in size on the frictional contact, the spinning friction torque on the (Al, Ti)N coating with thickness of 10 micronsreduces by6 times. The dependence of spinning friction torque on the coating thickness when using tungsten diselenide is in good agreement with the dependence of the friction factor on the thickness of metal filmsaccording to Bowden and Tabor.

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.