ЗНОСОСТІЙКІ КОМПОЗИТИ НА ОСНОВІ ВІДХОДІВ ІНСТРУМЕНТАЛЬНИХ СТАЛЕЙ ДЛЯ КОНТАКТНИХ З’ЄДНАНЬ ВИСОКООБЕРТОВИХ ДРУКАРСЬКИХ МАШИН

Анотація

Досліджено вплив легувальних елементів на формування структури і властивостей у процесі виготовлення нового композитного антифрикційного матеріалу на основі шліфувальних відходів інструментальної швидкорізальної сталі Р2АМ9К5 з твердим мастилом CaF₂, що призначений для роботи при навантаженнях 2,0–3,0 МПа і високих швидкостях обертання (5000–7000 об/хв) у контактних з’єднаннях високошвидкісних друкарських машин. Технологія виготовлення забезпечила формування гетерофазної структури антифрикційного композита. Композит складається з металевої перлітно-карбідної і карбонітридної матриці і рівномірно розподілених в ній частинок твердого мастила CaF₂. Цінні легувальні елементи Mo, Cr, W, V, N та Co, що містяться у частинках відходів сталі Р2АМ9К5, обумовлюють утворення зміцнювальних фаз у металевій матриці композита, що у поєднанні з дією твердого мастила CaF₂ надає матеріалу високих антифрикційних властивостей в умовах високообертового тертя при швидкостях до 7000 об/хв і навантаженнях 2,0–3,0 МПа. Порівняльні випробування нового композита зі шліфувальних відходів сталі Р2АМ9К5 + (4,0−8,0)% CaF₂ продемонстрували його істотні переваги в антифрикційних властивостях перед литою латунню, якою оснащені вузли сучасних ротаційних поліграфічних машин і котра здатна ефективно працювати лише за умови постійного змащування рідким мастилом. Композит з відходів сталі Р2АМ9К5, який містить у своєму складі тверде мастило CaF₂, у процесі тертя перманентно утворює антифрикційну захисну розділову плівку на поверхнях контакту, що підтверджено електронно-мікроскопічними дослідженнями. За визначених умов тертя така плівка є суцільною, рівномірною і гладкою, що постійно відновлюється на своїх зношених ділянках, внаслідок чого реалізується режим самозмащення. Зі збільшенням швидкості обертання до 8000 об/хв антифрикційні властивості композита знижуються через утворення несуцільної, уривчастої плівки на контактних поверхнях. Виконані дослідження дозволили визначити границі застосування розробленого композита та засвідчили ефективність використання промислових шліфувальних відходів для  створення нових якісних матеріалів конструкційного призначення шляхом раціонального вибору вторинної сировини з урахуванням природи наявних в ній легувальних елементів.