Механические и триботехнические характеристики многокомпонентных твердосмазочных композитов на матрице сверхвысокомолекулярного полиэтилена
| Parent link: | Известия вузов. Химия и химическая технология/ Ивановский государственный химико-технологический университет (ИГХТУ).— , 1958- Т. 61, № 11.— 2018.— [С. 88-95] |
|---|---|
| Corporate Author: | |
| Other Authors: | , , , , |
| Summary: | Заглавие с экрана Исследованы многокомпонентные композиты на матрице сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), армированные короткими углеродными волокнами (КУВ) и наполненные твердосмазочными частицами мелкодисперсного политетрафторэтилена (ПТФЭ). Показано, что введение сразу двух микронаполнителей (твердосмазочного и армирующего) в матрицу СВМПЭ позволяет одновременно обеспечить повышение механических характеристик (модуль упругости, предел текучести, твердость по Шору D) и сопротивления изнашиванию трехкомпонентных композитов на основе СВМПЭ в различных условиях трибонагружения. Показано, что при умеренных скорости скольжения (V=0,3 м/с) и нагрузке (P=60 Н) рациональным составом композита для обеспечения максимального сопротивления изнашиванию в условиях сухого трения скольжения является “СВМПЭ+5 вес.% флуралита+5 вес. % КУВ” (износостойкость повышается вдвое). Это обусловлено тем, что сформированная структура и отклик материала на поверхности трибоконтакта (поверхности трения) на триботехническое нагружение за счет формирования пленки переноса позволяют повысить сопротивление изнашивающему воздействию скользящего стального контртела. В жестких условиях трибоиспытаний (P=140 Н?V=0,5 м/с) двукратное увеличение износостойкости показывает композит “СВМПЭ+5 вес. % флуралита+10 вес. % КУВ”. Это обусловлено армирующим действием коротких углеродных микроволокон, которые в условиях повышенных температур, вызванных фрикционным нагревом, стимулирующих подплавление и пластификацию поверхностного слоя трибоконтакта, позволяют лучше защитить поверхность трения от комбинированного воздействия сжимающих и сдвигающих нагрузок, передаваемых от стального контртела. С учетом данных о формировании структуры, а также температуре в трибоконтакте, изменении коэффициента трения и топографии поверхностей износа обсуждаются механизмы изнашивания многокомпонентных композитов на основе СВМПЭ. Multicomponent composites with ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) matrix reinforced by short carbon fibers (CF) and filled with solid lubricant particles of finely dispersed polytetrafluoroethylene (PTFE) have been studied. It is shown that simultaneous loading of two kinds of microfillers (enforcing and solid lubricant) ensures increasing both mechanical properties (elastic modulus, yield point, shore D hardness) and wear resistance of three-component UHMWPE composites at variation of triboloading conditions. It is shown that at moderate sliding velocity (V = 0.3 m/s) and load (P = 60 N) the rational composition providing maximum wear resistance under dry sliding friction is “UHMWPE + 5 wt. % fluorolite + 5 wt. % CF” (wear resistance is doubled). The latter results from the pattern of the formed permolecular structure and friction surface material response onto tribotechnical loading (due to formation of transfer film).Under severe tribotesting conditions (P = 140 N ? V = 0.5 m/s) the two-fold increase in wear resistance demonstrates the composite “UHMWPE + 5 wt. % fluorolite + 10 wt. % CF”. This effect is mostly governed by enforcing action of short carbon fibers. The mechanism of this improvement might be explained in the following way. Friction heating induced increase of the temperature gives rise to local melting and surface layer plasticization. Presence of enforcing fibers ensures better protection of the friction surface from combined action of compressive and shear forces transferred from rotating steel counterface. Friction coefficient, topography of wear track surfaces and wear mechanisms of multicomponent UHMWPE composites are discussed taking into account the data on permolecular structure formation and the temperature in the tribocontact zone. Режим доступа: по договору с организацией-держателем ресурса |
| Published: |
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://elibrary.ru/item.asp?id=36516983 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=659692 |