ФАЗОВИЙ СКЛАД І ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРИ КОМПОЗИЦІЙНОГО АНТИФРИКЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ НА ОСНОВІ МІДІ ТА ЇХ ВПЛИВ НА ТРИБОТЕХНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Анотація

Досліджено особливості розподілу легувальних елементів, їх вплив на формування фазового складу, структури та триботехнічних властивостей нового композиційного самозмащувального антифрикційного матеріалу на основі міді, легованої нікелем, титаном, алюмінієм і кремнієм, з домішками твердого мастила CaF₂. Матеріал призначений для роботи за підвищених навантажень (до 2,0 МПа) і високих швидкостей обертання (до 10000 об./хв). Отримані карти хімічних елементів показали їх рівномірний розподіл у структурі матеріалу і не виявили лікваційних явищ. Гомогенний розподіл легувальних елементів по всьому об’єму забезпечив утворення рівномірно розташованих зміцнювальних фаз у структурі матеріалу, що разом з рівномірним розподілом твердого мастила CaF₂ сприяло підвищенню триботехнічних властивостей за важких умов тертя. Високі триботехнічні властивості матеріалу забезпечуються завдяки формуванню рівномірної антизадирної плівки на контактних поверхнях у процесі роботи, яка запобігає схопленню поверхонь і забезпечує режим постійного самозмащення. Результати досліджень показали, що новий композиційний матеріал складу, %: Cu — основа; 4–6 Nі; 1–1,5 Ti; 7–10 Al; 0,5–0,8 Si; 5–8 CaF₂, — має більш високі антифрикційні характеристики, ніж відома лита бронза БрОЦС6-6-3, яка використовується в аналогічних умовах роботи. При роботі литої бронзи високі швидкості обертання призводять до викидання рідкого мастила відцентровими силами із зони контакту. Внаслідок цього контактні поверхні залишаються не захищеними, що збільшує коефіцієнт тертя та інтенсивність зношування і призводить до схоплення. Новий матеріал є ефективним при роботі без рідинного змащення за високих швидкостей обертання і підвищених навантажень завдяки утворенню гомогенних антизадирних плівок тертя. Такі плівки виконують функцію змащувального, третього компонента у вузлі тертя поряд з композиційним матеріалом і контртілом. Розроблений антифрикційний композиційний матеріал на основі міді може бути рекомендований для оснащення вузлів тертя високошвидкісних рулонних офсетних друкарських машин.