Strengthening of friction surfaces by using geomodifiers based on serpentines from the Dashukivka deposit

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 3 No. 12 (123) (2023): Materials Science; 38-47
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 3 № 12 (123) (2023): Матеріалознавство; 38-47
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The object of research is the process of improving the tribological characteristics of friction joints, in particular anti-wear and anti-burr properties. There is a practice of using serpentines, so-called "friction geomodifiers" (FGM), as special repair and restoration additives. Their use leads to a decrease in the coefficient of friction and temperatures in the contact zone; an increase in the mass of parts is observed, which indicates the restoration of worn surfaces. The mechanism of formation of new structures is still unclear. There are hypotheses that severe friction conditions initiate micrometallurgical processes at the atomic-crystalline level, as a result of which modified layers with unique tribological characteristics are formed on the surfaces. A comparative analysis of the main indicators of serpentines of the Dashukivka deposit in terms of chemical composition and structure showed their correspondence to widely known analogs but they were never used in such a capacity. According to the results of the tests, the additives have shown their effectiveness as geomodifiers of friction. Addition of 4 % serpentine to the lubricating composition based on I-20 A oil reduced the wear rate by 2–3 times, the friction moment by 15 %, compared to I-20 A without additives. An increase in surface microhardness was observed, from 6 GPa for the basic variant to 10 GPa, for the variant with FGM additives. It has been established that the use is most effective for heavily loaded friction pairs (ship fittings, hatch closures, etc.) as it increases the clamping load (from 600 to 1400 N for a pair of steel 45/ShKh15); with increasing load, the coefficient of friction and the rate of wear decrease. The results confirm the need to expand research into this area to solve the complex problem of increasing the reliability of tribojunctions. Keywords: repair and restoration technologies, friction geomodifiers, serpentine, heavily loaded friction pairs
Об’єктом дослідження є процес підвищення трибологічних характеристик фрикційних з’єднань, зокрема протизношувальних та протизадирних властивостей. Існує практика використання серпентинів, так званих «геомодифікаторів тертя» (ГМТ), в якості спеціальних ремонтно-відновлювальних домішок. Їх використання призводить до зниження коефіцієнту тертя і температур в зоні контакту, спостерігається збільшення маси деталей, що свідчіть про відновлення зношуваних поверхонь. Механізм формування нових структур досі нез’ясований. Є гіпотези, що важкі умови тертя ініціюють мікрометалургічні процеси на атомарно-кристалічному рівні, в результаті на поверхнях утворюються модифіковані шари з унікальними трибологічними характеристиками. Порівняльний аналіз основних показників серпентинів Дашуківського родовища за хімічним складом і структурою показав їх відповідність широко відомим аналогам, але вони ніколи не застосовувались в такій якості. За результатами випробувань добавки показали свою ефективність в якості геомодифікаторів тертя. Додавання 4 % серпентину до змащувальної композиції на основі масла І-20 А знизило швидкість зношування в 2–3 рази, момент тертя на 15 % в порівнянні з І-20 А без добавок. Спостерігалось підвищення поверхневої мікротвердості з 6 ГПа для базового варіанту до 10 ГПа для варіанту з добавками ГМТ. Встановлено, що використання найбільш ефективно для важконавантажених пар тертя (суднові апарелі, люкові закриття та ін.), так як підвищує навантаження схоплювання (з 600 до 1400 Н для пари сталь 45 / ШХ15); з ростом навантаження коефіцієнт тертя і швидкість зношування знижуються. Результати підтверджують необхідність розширення досліджень цього напрямку для вирішення комплексної проблеми підвищення надійності трибоспряжень
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: