5.3. Експериментальне дослідження зношування зразків з покриттями на основі металополімерів в присутності вільного абразиву

Експериментальне дослідження абразивного зношування зразків стали 45 і БрО12 в початковому стані і з металополімерних покриттям «Якість Суперіор» проводилося на машині тертя типу СМЦ - 2. (рис. 5. 17).

Результати, отримані при експериментальному дослідженні кінетики зношування зразків БрО12 і стали 45 в початковому стані і з покриттями в середовищах, що містять вільний абразив, наведені на рис. 5.17 - 5.24 і в таблицях 5.5 і 5.6.

Такі специфічні поєднання зношуються зразків, матеріалів контр тіло і середовищ (масло), що містять абразив обрані з міркування необхідності відтворити вплив присутність вільного абразиву на процес зношування матеріалів, як можна більш наближене до умов роботи досліджуваних пар тертя, а саме покриття на сталевому штоку гідроциліндра щодо гумової манжети, а також взаємодія металополімерного покриття на лопатці помпи з абразивом.

Результати випробувань дозволили встановити, що присутність вільного абразиву в парі тертя «БрО12 - БрО12» збільшило інтенсивність зношування зразка практично в три рази (рис.5.17) в порівнянні з інтенсивністю зношування вихідної пари без присутності вільного абразиву (рис. 5.9).

Далі, якщо наявність металополімерного покриття на зразок з БрО12 практично не змінило осереднення інтенсивності його зношування, щодо інтенсивності зношування вихідної пари тертя (див. рис. 5.9 і рис.5.11), тобто, вона залишилася того ж порядку. То в разі наявності вільного абразиву, інтенсивність зношування зразка з металополімерних покриттям зменшується в порівнянні з вихідною парою тертя «БрО12-БрО12» (без присутності вільного абразиву) в 2,5 рази і в 3 рази в порівнянні з парою тертя «БрО12 - абразив - БрО12 »(в присутності вільного абразиву).

Таблиця 5.5. - Експериментальні значення величини зношування Δh і відповідні їм значення довжини шляху тертя Т при дослідженні процесу зношування металополімерних покриттів на зразках бронзи БрО12 і стали 45 в середовищах містять вільний абразив

№	Пара тертя	Величини середнього зношування зразків Δh .10-3, мм
1.1.	Бронза БрО12 по брон­зе БрО12	30	419	67	97	120	136	146	157
1.2.	Шлях тертя T∙106 мм	2,5	4,5	49	118	189	229	285	329
2.1.	Металополімер «Качество Супериор» на брон­зе БрО12 по бронзі БрО12	10	14	18	26	30	32	38	48
2.2.	Шлях тертя T∙106 мм	2,9	5,1	45	112	177	221	292	338
3.1.	Сталь 45 по гумі в середовищі масла И-20	3	5	7	10	11	12	18	27
3.2.	Шлях тертя T∙106 мм	2,2	5,4	38	108	182	224	302	350
4.1.	Сталь 45 з металополімером «Качество Супериор» по гумі в середовищі масла И-20		3,1	4,2	5,2	7,6	8,2	8,3	8,7	9,6
4.2.	Шлях тертя T∙106 мм	2	5	43	112	182	213	302	352	393

Таблиця 5.6 - Експериментальні значення коефіцієнта тертя f і при відповідних контактних тисках Р при дослідженні зношування металополімерних покриттів, нанесених на зразки стали і бронзи, в присутності вільного абразиву

№	Пара тертя	Величини коефіцієнта тертя f
1.1.	Бронза БрО12 по брон­зі БрО12	0,066	0,055	0,058	0,068	0,074	0,082	0,096
1.2.	Контактний тиск Р, МПа	0,42	0,8	1,2	1,6	1,8	2,0	2,4
2.1.	Металлополимер «Качество Супериор» (на брон­зе БрО12) по бронзе БрО12	0,042	0,03	0,026	0,025	0,02	0,024	0,032
2.2.	Контактний тиск Р, МПа	0,38	0,82	1,3	1,6	1,75	1,9	2,3
3.1.	Сталь 45 по гумі в середовищі масла И-20 з піском	0,027	0,028	0,026	0,028	0,032	0,036	0,046
3.2.	Контактний тиск Р, МПа	0,35	0,8	1,25	1,5	1,72	2,0	2,4
4.1.	Сталь 45 з металополімером «Качество Супериор» по гумі в середовищі мастила И-20	0,018	0,02	0,026	0,025	0,02	0,024	0,32
4.2.	Контактний тиск Р, МПа	0,3	0,78	1,2	1,45	1,65	1,86	2,21

Рисунок 5.17 - Залежність величини зношування від шляху тертя

для пари тертя «бронза БрО12 по бронзі БрО12»

Рисунок 5.18 - Залежність величини коефіцієнта тертя від рівня

прикладеного тиску для пари тертя «бронза БрО12

по бронзі БрО12 »

Вважаємо, що першопричина такого впливу присутності вільного абразиву на процес зношування укладена в зміні коефіцієнта тертя. Так для всіх трьох пар тертя «БрО12-БрО12», «металополімер на БрО12 - БрО12» і «БрО12 – абразив - БрО12» коефіцієнт тертя залишався одного порядку без істотних змін (див. рис. 5.10, 5.12 і 5.18). Але введення вільного абразиву в пару тертя «металополімеру на бронзі БрО12 - абразив - БрО12» позначається радикально на зміну не тільки інтенсивності зношування металополімерного покриття (рис. 5.19), а й практично дворазове зменшення коефіцієнта тертя (рис. 5.20). Причому, якщо в досліджуваних парах тертя без присутності абразиву спостерігається стійке зменшення величини коефіцієнта тертя зі збільшенням контактних тисків, що цілком ймовірно викликане припрацюванням пари тертя. Присутність абразиву в парах тертя призводить в початковому періоді до зменшення величини коефіцієнта тертя, а потім спостерігається його стійке зростання, обумовлений, очевидно, дробленням округлих зерен піску, які перетворюються в більш дрібні, але гострі абразивні частинки, які інтенсивно руйнують металополімерне покриття (рис. 5.20).

Рисунок 5.19 - Залежність величини зношування зразка бронзи БрО12 з покриттям «Якість Суперіор» при терті по бронзі, від шляху тертя Т

Рисунок 5.20 - Залежність величини коефіцієнта тертя зразка бронзи БрО12 з покриттям «Якість Суперіор» при терті по бронзі БрО12, від величини контактного тиску Р

Рисунок 5. 21 - Залежність величини зношування зразка Стали 45

при терті по гумі в присутності мастила І-20,

містить пісок, від шляху тертя Т

Рисунок 5. 22 - Завісімость величини коефіцієнта тертя зразка Стали 45

при терті по гумі в присутності мастила І-20, що містить пісок, від величини контактного тиску Р

Рисунок 5.23 - Залежність величини зношування зразка покриття з металополімеру "Якість Суперіор" на Стали 45 при терті по гумі в присутності мастила І-20, від шляху тертя Т

Мал. 5. 24 - Залежність величини коефіцієнта тертя зразка покриття з металополімеру «Якість Суперіор» на Стали 45 при терті по гумі в присутності мастила І-20, від величини контактного тиску Р

Аналогічний вплив присутності вільного абразиву між парами тертя спостерігався і на процесі зношування пар тертя на основі стали 45 (в початковому стані і з металополімерних покриттям (рис. 5.21 і 5.22), а також при зміні відповідних їм коефіцієнтів тертя (рис.5.21 і 5.22) . Очевидно, що механізми пошкодження поверхонь матеріалів зразків в цьому випадку були подібні до тих, які спостерігалися при зношуванні пар тертя на основі БрО12.