RU
EN
В статье из сборника тезисов конференции «Поликомтриб-2022» (ПОЛИКОМТРИБ-2022: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. — Гомель: ИММС НАН Беларуси, 2022. — 107 с.) представлены результаты исследований антифрикционных покрытий MODENGY на основе дисульфида молибдена в вакууме при нагреве до +250 °C и в нормальных условиях эксплуатации. Исследования проведены научными сотрудниками ИМАШ РАН им. А.А. Благонравова, НИУ МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Введение
Высокую эффективность при работе в условиях космоса проявляют твердые смазочные покрытия на основе дисульфида молибдена с различными связующими. Они обладают хорошими смазывающими и защитными функциями, снижают износ, повышают надежность работы и ресурс узлов и механизмов [1,2].
Твердосмазочное покрытие представляет собой жидкое вещество, образующее после нанесения сухой антифрикционный слой толщиной 20±5 мкм.
Узлы трения оборудования, работающего в космосе, подвергаются воздействию высоких и низких температур, излучения, вакуума. В представленной работе экстремальными условиями являются высокая температура и вакуум.
Цель настоящей работы — определение коэффициента трения антифрикционных покрытий на основе дисульфида молибдена в нормальных и экстремальных условиях.
Материалы и методы
В данной работе исследованы 5 образцов покрытий на основе дисульфида молибдена и политетрафторэтилена, которые известны под следующими торговыми марками: MODENGY 1053; MODENGY 1014; MODENGY 1002; MODENGY 1005; MODENGY 1006 [3]. Представленные варианты покрытий отличаются составом, включая тип связующего вещества, уровнем триботехнических и антикоррозионных свойств, а также типом отверждения (холодное или горячее).
Технология нанесения покрытия включает в себя следующие этапы:
- Микропескоструйная обработка, очистка и активация поверхности
- Нанесение покрытия методом распыления
- Отверждение поверхности
Рис. 1. Трибологический вакуумный стенд «ВС-01»
Испытания по определению коэффициента трения проведены в вакууме при давлении менее 10–4 Па и при температуре +250 ℃.
Трибологические испытания проводили в лаборатории исследования износа при граничной смазке Института машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук в соответствии со стандартом ASTM G133 (испытания на трение при возвратно-поступательном движении) по схеме «шар по плоскости». Материал шарика – сталь ШХ15, диаметр – 6,35 мм.
Стенд оснащен аналого-цифровым преобразователем, вакуумметром, тензорезистором для измерения силы трения и термопарой.
Результаты и обсуждение
В ходе проведения эксперимента были получены значения коэффициента трения для каждого из образцов, которые представлены ниже (рис. 2).
Рис. 2. Средние значения коэффициента трения в вакууме и на воздухе при температурах +250 °C и +20 °C соответственно
*по результатам одного опыта, требуются повторные испытания
Результаты исследования в вакууме при давлении менее 10-4 Па и при температуре +250 ℃ показали, что покрытие образца MODENGY 1014 имеет наименьший коэффициент трения, равный 0,029. Данный образец наряду с дисульфидом молибдена содержит политетрафторэтилен.
Коэффициент трения покрытия MODENGY 1002 в вакууме равен 0,126, значение которого более чем в 2 раза превышает значения коэффициентов трения покрытий остальных образцов. Коэффициенты трения покрытий образцов MODENGY 1053, MODENGY 1005 и MODENGY 1006 равны 0,052, 0,034 и 0,058 соответственно.
На воздухе коэффициенты трения всех образцов намного выше, чем в вакууме (за исключением MODENGY 1002). Причина заключается в отрицательном воздействии влаги на дисульфид молибдена.
Список использованной литературы
1. Wang, H., Xu, B., Liu, J. (2012). Solid Lubrication Materials. In: Micro and Nano Sulfide Solid Lubrication. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-23102-5_1
2. Гаврилов К.В., Морозов А.В., Селезнев М.В., Рождественский Ю.В., Хозенюк Н.А., Дойкин А.А., Худяков В.С. Трение и износ. 2020. Т. 41. № 5. С. 647-654.
3. Modengy. Modengy – покрытия для снижения трения: [сайт]. URL: https://modengy.ru/about/ (дата обращения 19.05.2022).
4. Прожега М.В., Рещиков Е.О., Ширшов А.Д., Яковенко Н.Г. Фрикционные свойства полимеров для 3D-печати при трении в вакууме // Трение и износ. – 2020 (41), № 6, 760–767.