DOI 10.24411/1683-805X-2018-14011

УДК 620.186, 620.187, 621.893

 

 

В работе изучены новые антифрикционные алюминиевые сплавы. Исследовали влияние добавления железа на структуру и трибологические свойства образцов. Испытания проводили по схеме «колодка-ролик» с пошаговым изменением давления. При анализе трибологических свойств изучали режимы работы как в смазке, так и без нее. Испытания в смазке моделировали работу узла трения в нормальных условиях. Испытания без смазки моделировали экстремальный режим работы и применялись в качестве экспресс-методики для оценки износостойкости. Были изучены сплавы в литом состоянии и после термообработки, а также до и после трибологических испытаний. Установлено, что после термообработки кремниевая и мягкая фазы приобрели округлую форму, а содержание меди уменьшилось. Выявлена железосодержащая фаза, которая за счет добавления марганца приобретает благоприятную «скелетообразную» форму. После испытаний в смазке на поверхности колодки были обнаружены округлые твердые частицы. Эти частицы остаются на поверхности и обкатываются в смазке, создавая при этом своеобразный «защитный каркас», способствующий стабильной работе контактной пары. При испытаниях без смазки (приводящих к сильному повышению температуры в зоне трения) твердые частицы, напротив, усиливают разрушение поверхности, играя роль абразива и способствуя задиру. Исследование среза колодки, приготовленного после испытаний в смазке, позволило оценить толщину приповерхностного слоя (30-40 мкм) и показало перераспределение элементов в этом слое. Было выявлено, что олово выдавливается из объема и образует «дорожки» в приповерхностном слое, вытянутые вдоль направления трения. При испытаниях без смазки олово оплавляется и гомогенно перераспределяется в приповерхностном слое. Показано, что при испытаниях в смазке образовавшаяся пленка вторичных структур распределяется по поверхности тонким равномерным слоем, обладающим защитными свойствами. При испытаниях без смазки пленка неравномерна по толщине, что способствует развитию макрорельефа и может приводить к задиру. Показано, что сплавы, содержащие железо (до 1 %), имеют более высокие трибологические характеристики при режимах со смазкой и без нее.

Ключевые слова: антифрикционные сплавы, трибологические испытания, износостойкость, поверхность и приповерхностные слои, микроскопия

 

 

О.О. Щербакова, Т.И. Муравьева, Д.Л. Загорский, А.М. Мезрин, Б.Я. Сачек  Комплексное исследование поверхностных слоев и трибологическихсвойств антифрикционных сплавов системы Al–Si–Cu–Sn + Fe // Физ. мезомех. - 2018. - Т. 21. - № 4. - С. 97-106