Возможный механизм действия геоактиваторов трения в трибосопряжениях деталей машин

Abstract

У роботі розглянуто можливий механізм дії геоактиваторів тертя у трибоспряженнях деталей машин. Дослідження хімічного складу поверхонь, що труться, після оброблення геоактиватором показали, що після обробки компоненти геоактиватора дифундують у поверхневі шари матеріалу та утворюють склокристалічні шари. Дослідження механічних властивостей показали, що твердість та зносостійкість поверхневого шару збільшуються, а шорсткість контактних поверхонь зменшується.

В работе показан новый метод восстановления взаимодействующих узлов с использованием геоактиваторов трения. Данный способ позволяет снизить износ поверхности, а также восстановить функциональное состояние изношенных поверхностей без прекращения эксплуатации механизмов. В основу разработки положены идеи использования геоактиваторов нового поколения и управления процессами, происходящими в зоне контакта пар трения для повышения износостойкости и долговечности машин и механизмов. Установлено, что механизм действия заключается в направленной ионной диффузии компонентов специального трибологического состава. Исследования основаны на выборе состава трибологических материалов, определении физико-химических характеристик геоактиваторов, использовании вычислительной техники, испытательных машин и оборудования, приспособлений для контроля процессов трения и износа, проведении современного металлофизического анализа и аналитико-статистической обработки экспериментальных данных. Проведены экспериментальные исследования механизма взаимодействия геоактиваторов с разными конструкционными материалами в условиях трения, которые включали анализ повреждений узлов и деталей горно-металлургического оборудования при их контактном взаимодействии; анализ химического состава порошковых материалов, используемых для изготовления геоактиваторов; металлографические исследования поверхностей трения при использовании геоактиваторов; исследование влияния геомодификаторов на механические и эксплуатационные свойства материалов. Исследования трущихся поверхностей после обработки геоактиватором показали, что компоненты геоактиватора диффундируют в поверхностные слои материала и образуют стеклокристаллические слои, представляющие собой растворы компонентов геоактиватора в фазовых составляющих сталей и чугунов поверхности. Исследования механических свойств показали, что твердость и износостойкость поверхностного слоя увеличивается, а шероховатость контактирующих поверхностей снижается.

The paper shows a new method of restoration of interacting nodes using geoactivators friction. This method allows to reduce the wear on the surface, as well as to restore the functional condition of the worn surfaces without interrupting operation of mechanisms. The idea is based on using a new generation of geoactivators and management processes in the contact zone of friction pairs to increase the durability and longevity of machinery. It was found that the mechanism of action consists in the ionic diffusion of the components of special tribological composition. The research is based on the selection of the composition of tribological materials, determining the physical and chemical characteristics of geoactivators, using computer technology, testing machines and equipment, tools for monitoring the process of friction and wear, carrying out of a modern metallophysical analysis and analytical and statistical processing of experimental data. Experimental studies of the mechanism of interaction geoactivators with different structural materials under friction, which included the analysis of damage of units and parts of mining and metallurgical equipment during their interaction were held. The analysis of chemical composition of the powder materials used to manufacture geoactivators was carried out. Metallographic studies of the friction surfaces using geoactivators and study of the influence geomodifiers on mechanical and performance characteristics of materials were undertaken. The studies on the friction surfaces after treatment by geoactivators showed that geoactivators components diffuse into the surface layers of the material and form crystalline layers, which are solutions of the components in phase components geoactivators steels and cast iron surface. Investigations of mechanical properties showed that the hardness and wear resistance of the surface layer increases and the roughness of the contact surfaces reduce.