All
 
|
 
 


Features of wear of polytetrafluoroethylene and industrial composite F4K20 in friction on carbon and alloyed steels
 
PIIS000523100000593-6-1
DOI10.31857/S000523100000593-6
Publication type Article
Status Published
Authors
E. Sedakova 
Affiliation: Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Problems of Mechanical Engineering of the Russian Academy of Sciences
Address:
Y. Kozyrev
Affiliation: Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Problems of Mechanical Engineering of the Russian Academy of Sciences
Address: 
Journal nameProblemy mashinostroeniia i nadezhnosti mashin
EditionIssue 4
Pages73-80
Abstract

                                

Keywords
Publication date15.10.2018
Number of characters14200
Cite  
100 rub.
When subscribing to an article or issue, the user can download PDF, evaluate the publication or contact the author. Need to register.
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной
1 1. Известно, что при трении политетрафторэтилена (ПТФЭ) и наполненных материалов на его основе происходит перенос полимерного материала на металлическое контртело с образованием слоя переноса.
2 Для ПТФЭ характерна ленточная структура кристаллических образований, состоящая из ламелей толщиной 20-50 нм и с линейным размером порядка 0,3мкм [1]. Так как отдельные ламели относительно легко смещаются относительно друг друга (энергия активации 7 ккал/моль), при трении они могут заполнять микронеровности поверхности металлических контртел, что приводит к образованию слоя переноса полимера на контртеле. Этот слой обеспечивает относительно низкий коэффициент трения и удерживается за счет сил Ван-дер-Ваальса и блокировки частиц полимера в микронеровностях. В результате такие материалы могут работать в паре с металлом без присутствия смазочного материала в условиях циклического образования и удаления пленки переноса. Однако при трении чистого ПТФЭ удаление перенесенного слоя происходит достаточно легко, с чем связан большой износ полимера. При введении в ПТФЭ наполнителей адгезия пленки переноса возрастает, что приводит к снижению износа на порядок и более. Подобное объяснение износостойкости ПТФЭ и его композитов не является полным.
3 В ряде исследований [2, 3] показан рост износа за счет влияния подповерхностных трещин, которые инициируются в полимерном образце под влиянием переноса частиц металла на контактную поверхность образца. Подобный процесс усталостного износа представляет большой интерес при трении пары полимер – металл, когда легированная сталь содержит компоненты, которые могут химически взаимодействовать с молекулами ПТФЭ. Несмотря на то, что ПТФЭ является инертным материалом, имеются данные о том, что он может образовывать фториды с некоторыми металлами [4], которые содержатся в легированных сталях, особенно с никелем. По данным [3] фториды в определенном диапазоне нагрузок образуют сильно неоднородные участки, которые способствуют скачкообразному росту износа.
4 В [5] исследовали процесс образования пленки переноса ПТФЭ при трении по схеме палец по плоскости. В качестве контртела использовалась пластина из легированной стали, содержащей различные присадки и в том числе 10 % никеля. Контртело нагревалось с помощью термосопротивления от комнатной температуры до температур 100 и 200 0С. В результате было получено, что в диапазоне температур от комнатной до 100 0С объем слоя переноса ПТФЭ изменялся мало. Но в области температур от 100 до 200 0С скорость образования пленки переноса ПТФЭ резко возрастала. Таким образом, в [5] установлен факт наличия определенной связи между полимером и металлом, которая зависит от температуры. К недостаткам [5] следует отнести схему однопроходного поступательного движения при тпроведении экспериментальных исследований, которая не позволяла авторам оценить износостойкость пленок переноса в зависимости от температуры. Так же в [5] не рассматривались особенности изнашивания композиционных материалов на основе ПТФЭ.

Number of purchasers: 0, views: 1218

Readers community rating: votes 0 

1. Friction and Wear of Polymer Composites / Ed. by K. Friedrich. - Amdterdam: Elsevier Scien. Pub., 1986. – 507 p. 
2. Sedakova E. B., Kozyrev Yu. P. Mekhanizmy iznosa politetraftorehtilena pri trenii po stalyam razlichnykh marok // Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin. 2016. N. 2. C. 80-84.    
3. Blanchet T.A., Kennedy F. E. Sliding wear mechanism of polytetrafuoroethylene (PTFE) and PTFE composites // Wear. 1992. V. 153. P.229-243.
4. Cadman P., Gossedge G.M. The chemical nature of PTFE tribological interaction as studies by X- ray photoelectron spectroscopy // Wear.  1979. V. 54. P. 229-243.
5. Yang E.L., Hirvonen J.P.,Toivanen R.O.  Effect of temperature on the transfer film formation in sliding contact of PTFE with stainless steel // Wear. 1991. V. 146. N. 2. P. 367-376.
6. Sedakova E.B., Kozyrev Yu.P. Inzhenernaya metodika otsenki poverkhnostnoj temperatury polimernogo ehlementa uzla treniya// Trudy IV -prakticheskoj konferentsii «Innovatsii na transporte i v mashinostroenii». Tom III / pod red. V.V. Maksarova. – SPb.: Natsional'nyj mineral'no-syr'evoj universitet «Gornyj»,  2016.– 159 s.  S. 122-125.
7. Sedakova E.B., Kozyrev Yu.P. K voprosu raspredeleniya teplovykh potokov v pare treniya politetraftorehtilen – stal' // Vestnik mashinostroeniya. 2016. N. 6. S. 47-50.
8. Dul'nev G.N, Semyashkin Eh.M. Teploobmen v ehlektronnykh apparatakh. L.: Ehnergiya, 1968. - 360 s.
9. Sedakova E.B., Kozyrev Yu.P. Prognozirovanie tribotekhnicheskikh svojstv polimernykh kompozitov na osnove fizicheskoj modeli iznashivaniya // Vestnik mashinostroeniya. 2013. N. 11. S. 34-38.

Система Orphus

Loading...
Up