ПРОТОКОЛ
триботехнических испытаний
Цель испытаний
Определение влияния применения твердосмазочных покрытий и пластичных смазок на триботехнические свойства металлополимерной пары трения
Условия испытаний
Испытания проводятся по стандарту ASTM G99 по схеме «сфера-диск» (рис. 1) при трении скольжения. Метод, описанный в стандарте, применяется в международной практике для определения параметров трения и износа.
Геометрия пары трения: образец в виде диска диаметром 80 мм и толщиной 0,8 мм – сферическое контр-тело диаметром 10 мм
Материал сферического контр-тела: POM (полиоксиметилен)
Материал образца: сталь AISI 430, Ra=0,5 мкм
Твердосмазочное покрытие образца: см. Приложение 3
Толщина покрытия: 25±5 мкм
Пластичная смазка: см. Приложение 3
Масса пластичной смазки, наносимой на диск: 0,25 г
Скорость скольжения: V=0,8 м/с
Нагрузка: F=23,0 H
Краткое описание методики испытаний
Испытания проводятся на машине трения (рис. 2) - аттестат приведен в прил. 1. Машина трения оснащена автоматизированной системой управления и регистрации данных NI LabVIEW.
Сферическое контр-тело устанавливается в держатель (рис. 3) и прижимается к вращающемуся с частотой n=310 об/мин образцу в виде диска заданной силой F. В процессе испытаний непрерывно регистрируется значение силы трения скольжения и автоматически вычисляется значение коэффициента трения f с выводом на экран в виде графика. Испытания ведутся до накопления заданного пути трения L=2880 м. После испытаний измеряется линейный износ сферического контр-тела h и рассчитывается безразмерная интенсивность изнашивания Ih=h/L.
Рис. 1. Схема трения при испытаниях
Рис. 2. Машина трения (а - общий вид, б – испытательный блок)
Рис. 3. Держатель с установленным в нем сферическим контр-телом
Результаты испытаний
Таблица 1
Номер опыта |
Наименование покрытия образца |
Наименование пластичной смазки на образце |
Путь трения L, м |
Линейный износ h, мкм |
Интенсивность изнашивания Ih |
Коэффициент трения в стационарном режиме f |
---|---|---|---|---|---|---|
1 |
Без покрытия |
нет |
2880 |
750 |
2,60E-07 |
0,378 |
2 |
MODENGY 1014 |
нет |
2880 |
140 |
4,86E-08 |
0,190 |
3 |
MODENGY 1066 |
нет |
2880 |
170 |
5,90E-08 |
0,300 |
4 |
MODENGY 1009 |
нет |
2880 |
110 |
3,82E-08 |
0,160 |
5 |
MODENGY PTFE-A20 |
нет |
2880 |
80 |
2,78E-08 |
0,100 |
6 |
Без покрытия |
ШРБ - 4 |
2880 |
710 |
2,47E-07 |
0,220 |
7 |
Без покрытия |
Опытная смазка №1 |
2880 |
930 |
3,23E-07 |
0,240 |
8 |
Без покрытия |
Опытная смазка №2 |
2880 |
590 |
2,05E-07 |
0,220 |
9 |
Без покрытия |
Опытная смазка №3 |
2880 |
760 |
2,64E-07 |
0,180 |
10 |
Без покрытия |
Опытная смазка №4 |
2880 |
520 |
1,81E-07 |
0,270 |
11 |
Без покрытия |
Опытная смазка №5 |
2880 |
870 |
3,02E-07 |
0,250 |
12 |
Без покрытия |
Опытная смазка №6 |
2880 |
260 |
9,03E-08 |
0,130 |
13 |
MODENGY 1009 |
Опытная смазка №6 |
2880 |
110 |
3,82E-08 |
0,130 |
14 |
MODENGY 1009 |
Опытная смазка №2 |
2880 |
100 |
3,47E-08 |
0,090 |
15 |
MODENGY 1014 |
Опытная смазка №6 |
2880 |
60 |
2,08E-08 |
0,050 |
16 |
MODENGY 1014 |
Опытная смазка №2 |
2880 |
80 |
2,78E-08 |
0,090 |
17 |
MODENGY 1014 |
ШРБ - 4 |
2880 |
100 |
3,47E-08 |
0,095 |
18 |
MODENGY PTFE-A20 |
Опытная смазка №6 |
2880 |
50 |
1,74E-08 |
0,067 |
19 |
MODENGY PTFE-A20 |
Опытная смазка №2 |
2880 |
100 |
3,47E-08 |
0,110 |
20 |
MODENGY 1009 |
ШРБ - 4 |
2880 |
120 |
4,17E-08 |
0,130 |
21 |
MODENGY PTFE-A20 |
ШРБ - 4 |
2880 |
70 |
2,43E-08 |
0,150 |
22 |
Без покрытия |
Опытная смазка №7 |
2880 |
1360 |
4,72Е-07 |
0,150 |
23 |
Без покрытия |
Опытная смазка №8 |
2880 |
910 |
3,16Е-07 |
0,220 |
24 |
Без покрытия |
Опытная смазка №9 |
2880 |
330 |
1.15Е-07 |
0,170 |
25 |
Без покрытия |
Опытная смазка №10 |
2880 |
950 |
3.30Е-07 |
0,230 |
26 |
Без покрытия |
Опытная смазка №11 |
196,8* |
340 |
1.73Е-06 |
0,300 |
27 |
Без покрытия |
Опытная смазка №12 |
1035,0* |
530 |
5.12Е-07 |
0,300 |
28 |
MODENGY 1014 |
Опытная смазка №9 |
2880 |
50 |
1.74Е-08 |
0,080 |
29 |
MODENGY PTFE-A20 |
Опытная смазка №9 |
2880 |
50 |
1.74Е-08 |
0,060 |
Примечание к таблице 1
* - испытания остановлены из-за превышения предельного коэффициента трения со смазочным материалом f=0,3.
Рис. 4. Образцы с покрытием MODENGY 1014 до (слева) и после (справа) испытаний
Рис. 5. Образцы с покрытием MODENGY 1009 до (слева) и после (справа) испытаний
Рис. 6. Образцы с покрытием MODENGY PTFE-A20 до (слева) и после (справа) испытаний
В Приложении 2 приведены графики изменения коэффициента трения при испытаниях.
За базовый вариант для сравнения принят опыт №6 (табл. 1) – образец без покрытия, смазка ШРБ-4. Для удобства сравнения с ним результаты испытаний, которые комплексно по показателям трения и износа превосходят базовый вариант сведены в таблицу 2. В ячейках таблицы через дробь приведены значения линейного износа h в мкм и коэффициента трения в стационарном режиме f в формате – h/f.
Таблица 2. Оценка результатов испытаний в сравнении с базовым вариантом
Наименование пластичной смазки |
Наименование покрытия |
|||
---|---|---|---|---|
Без покрытия |
MODENGY 1014 |
MODENGY 1009 |
MODENGY PTFE-A20 |
|
Нет |
750/0,378 |
140/0,190 |
110/0,160 |
80/0,100 |
ШРБ - 4 |
710/0,220 |
100/0,095 |
120/0,130 |
70/0,150 |
Опытная смазка №2 |
590/0,220 |
80/0,090 |
100/0,090 |
100/0,110 |
Опытная смазка №6 |
260/0,130 |
60/0,050 |
110/0,130 |
50/0,067 |
Опытная смазка №9 |
330/0,170 |
50/0,080 |
- |
50/0,060 |
Выводы
В результате испытаний установлено:
- Замена базовой пластичной смазки ШРБ-4 на опытные смазки №2, 6, 9 позволяет снизить износ контр-тела в 1,2-2,7 раза, а коэффициент трения до 1,7 раза;
- Применение указанных в табл. 2 твердосмазочных покрытий на образце вместо пластичной смазки ШРБ-4 позволяет снизить износ контр-тела в 5,1-8,9 раз, а коэффициент трения в 1,2-2,2 раза в зависимости от марки покрытия;
- Применение указанных в табл. 2 твердосмазочных покрытий на образце в дополнение к пластичной смазке ШРБ-4 позволяет снизить износ контр-тела в 5,9-10,1 раз, а коэффициент трения в 1,5-2,3 раза в зависимости от марки покрытия;
- При использовании в дополнение к пластичной смазке ШРБ-4 лучшим покрытием по критерию снижения износа является MODENGY PTFE-A20, по эффекту снижения трения – MODENGY 1014;
- Отмечается более существенное влияние твердосмазочных покрытий на улучшение показателей трения и износа по сравнению с пластичными смазками (см. п. 1, 2, 3);
- Подбором оптимального сочетания твердосмазочного покрытия и пластичной смазки можно добиться снижения износа до 14,2 раза (например, покрытие MODENGY 1014 и Опытная смазка №9), а коэффициента трения до 4,4 раза (например, покрытие MODENGY 1014 и Опытная смазка №6).
Приложение 1
Приложение 2
Графики изменения коэффициента трения при испытаниях
Опыт №1
Опыт №2
Опыт №3
Опыт №4
Опыт №5
Опыт №6
Опыт №7
Опыт №8
Опыт №9
Опыт№10
Опыт №11
Опыт №12
Опыт №13
Опыт №14
Опыт №15
Опыт №16
Опыт №17
Опыт №18
Опыт №19
Опыт №20
Опыт №21
Опыт №22
Опыт №23
Опыт №24
Опыт №25
Опыт №26
Опыт №27
Опыт №28
Опыт №29
Приложение 3
Характеристики испытуемых пластичных смазок
Наименование пластичной смазки |
Тип базового масла |
Вязкость базового масла при 40 °С, мм^2/c |
NLGI |
Цвет |
Загуститель |
Нижний предел рабочих температур, °С |
Верхний предел рабочих температур, °С |
Антикоррозионные свойства (метод EMCOR) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ШРБ - 4 |
Минеральное |
32 |
2 |
Коричневый |
Комплексное бариевое мыло |
-30 |
130 |
н/д |
Опытная смазка №11 |
ПАО |
120 |
2 |
Белый |
Сульфонат кальция |
-40 |
140 |
0 - 1 |
Опытная смазка №12 |
ПАО |
50 |
2 |
Светло-Коричневый |
Комлексное алюминивевое мыло |
-45 |
170 |
0 - 1 |
Опытная смазка №9 |
ПАО |
25 |
2 |
Бежевый |
Литиевое мыло |
-60 |
120 |
0 - 1 |
Опытная смазка №3 |
ПАО |
48 |
1 - 2 |
Бежевый |
Комплексное алюминиевыое мыло |
-30 |
140 |
0 - 1 |
Опытная смазка №4 |
ПАО |
400 |
1 - 2 |
Бежевый |
Полимочевина |
-30 |
180 |
0 - 0 |
Опытная смазка №2 |
Минеральное |
160 |
2 |
Черный |
Литиевое мыло |
-20 |
120 ( 140) |
0 - 0 |
Опытная смазка №6 |
ПАО |
32 |
2 |
Бежевый |
Литиевое мыло |
-50 |
140 |
н/д |
Характеристики испытуемых твердосмазочных покрытий
Наименование покрытия |
Режим полимеризации |
Цвет |
Наполнители |
Рабочие температуры, °С |
Коррозионная стойкость (часов в нейтральном соляном тумане по ISO 9227) |
---|---|---|---|---|---|
MODENGY 1014 |
40 мин при 180°C |
Серый |
MoS2, PTFE |
-75…+255 |
> 670 |
MODENGY 1009 |
30 мин при 120°С |
Черный матовый |
PTFE |
-100…+250 |
> 300 |
MODENGY PTFE-A20 |
30 мин при 20°С |
Белый- полупрозрачный |
PTFE |
-50…+130 |
> 160 |
Если для вас актуально проведение триботехнических испытаний, обращайтесь в компанию «Моденжи»!
Запросить информацию