Способность полимеров к самосмазыванию в металлополимерных парах трения

Приведены результаты сравнительных исследований износостойкости политетрафторэтилена (ПТФЭ), полиэфирэфиркетона (ПЭЭК), сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и полиамида 6 (ПА6) в парах трения со сталями марок 18Х2Н4МА, 08Х18Н10Т и 40Х13. Способность к самосмазыванию полимеров определяли по величине контактного давления, соответствующего верхней границе диапазона, в котором проявляется эффект стабилизации интенсивности линейного изнашивания, и по протяженности этого диапазона вдоль оси нагрузок. Для сравнения в качестве базовой использовали углеродистую сталь 45. Установлено, что в парах трения ПЭЭК, СВМПЭ и ПА6 со всеми исследуемыми легированными сталями наблюдается более высокая интенсивность линейного изнашивания при снижении способности к самосмазыванию. Однако в паре трения ПТФЭ – сталь 18Х2Н4МА с содержанием никеля в количестве около 4% наблюдается расширение диапазона стабилизации интенсивности линейного изнашивания. В парах трения ПТФЭ со сталью 40Х13, содержащей хром в значительном количестве (13%) при отсутствии никеля, и со сталью 18Х2Н4МА, содержащей и никель, и хром в количестве 10 и 18% соответственно, отмечаются наименьшие износостойкость и способность к самосмазыванию полимера. Определены температуры на трибоконтакте полимеров, соответствующие диапазонам нагрузок стабилизации износа в исследуемых парах трения.

1. Маленков М. И., Каратушин С. И., Тарасов В. М. Конструкционные и смазочные материалы космических механизмов. – СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 2007. – 54 с.

2. Мышкин Н. К., Григорьев А. Я., Басинюк В. Л., Мардосевич Е. И., Ковалева И. Н., Кудрицкий В. Г. Космическая трибология: состояние и перспективы // Механика машин, механизмов и материалов. – 2012. – № 3–4 (20, 21). – С. 126–130.

3. Dascalescu D., Polychronopoulou K., Polycarpou A. A. The significance of tribochemistry on the performance of PTFE-based coatings in CO2 refrigerant environment // Surface & Coatings Technology. – 2009. – V. 204, N 3. – P. 319 –329.

4. Self-lubrication of PEEK polymer bearings in rolling contact fatigue under radial loads / H. Koike, K. Kida , E. C. Santos et al. // Tribology International. – 2007. – V. 39, N. 11. – P. 30–38.

5. Hsissou R., Seghiri R., Benzekri Z., Hilali M., Rafik M., Elharfi A. Polymer composite materials: a comprehensive review // Compos. Struct. – 2021. – V. 262. – Article 113640.

6. Yumashev A., Mikhaylov A. Development of polymer film coatings with high adhesion to steel alloys and high wear resistance // Polymer Composites. – 2020. – N 41(4). – P. 1–6.

7. Гуляев А. П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1986. – 544 с.

8. Yemei Liu , Sujeet Kumar Sinha , Christina , Y. H. Lim, Keldren Xing Zheng Loy. Pre-Polishing the Metal Counterface of Metal – UHMWPE Wear Pair with Filler-Filled UHMWPE Composites to Generate Counterface Changes for an Effective Reduction in Pure UHMWPE Wear // Tribology Letters. – 2014. – V. 53, N 1. – P. 11–16.

9. Седакова Е. Б., Козырев Ю. П. Приложение эмпирического закона изнашивания к вопросам разработки композитов на основе политетрафторэтилена // Вопросы материаловедения. – 2012. – N. 4. – С. 217–222.

10. Дульнев Г. Н, Семяшкин Э. М. Теплообмен в электронных аппаратах. – Л.: Энергия, 1968. – 360 с.

11. Седакова Е. Б., Козырев Ю. П. Влияние теплопроводности сталей на предельные нагрузки при трении по полиамиду // Трение и износ. – 2021. – Т. 42, N. 4. – С. 469–477.

12. Козырев Ю. П., Седакова Е. Б. Применение термодинамической модели для анализа характеристик износостойкости материалов // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2008. – N 1. – С. 70–73.