ИЗНОС СПЕЧЁННЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОДШИПНИКОВОЙ СТАЛИ ПРИ ГРАНИЧНОМ ТРЕНИИ С ТОКОСЪЁМОМ ПО МЕДИ

Аннотация

Была изучена возможность создания высокопористых композитов состава сталь-графит путём спекания по максимально простой технологии при температуре ниже 1000^оС в электрической печи без вакуума. Основная цель исследования была оценить способность такого композита проявить высокую износостойкость при скольжении по медному контртелу под воздействием электрического тока контактной плотностью более 100 А/см². Порошковая сталь была изготовлена путем восстановления из шлифовального шлама производства подшипников. Композиты имели низкие механические свойства и высокое удельное электрическое сопротивление. Высокая сквозная пористость была показана с помощью оптической металлографии. Триботехническое нагружение композитов было осуществлено по схеме контакта типа «вал-колодка» со скоростью скольжения 5 м/с и при контактном давлении 0,09 МПа. Было отмечено, что сухое трение этих композитов вызвало появление слоя переноса на поверхности скольжения медного контртела. Это привело к уменьшению электропроводности скользящего электрического контакта и увеличению общей шероховатости поверхности скольжения меди. Пропитка индустриальным маслом пористого каркаса композитов приводила к значительному увеличению удельной поверхностной электрической проводимости контакта и к снижению линейной интенсивности изнашивания по сравнению с этими же характеристиками сухого контакта. Катастрофическое изнашивание в этих условиях начиналось при контактной плотности тока 150-200 А/см².

Было показано, что размещение свинцовой пластины и композита в держатель образца и осуществление их совместного скольжения под воздействием электрического тока вызывало дополнительное увеличение электрической проводимости и снижение интенсивности изнашивания до значений 3-11 мкм/км при контактной плотности тока около 250 А/см². Катастрофическое изнашивание в присутствии свинцовой пластины и индустриального масла в зоне контакта начиналось при контактной плотности тока 250-300 А/см². Было установлено, что любой режим трения не приводил к разрушению поверхности скольжения меди. Зависимость характеристик контакта от концентрации графита не наблюдалась в явном виде. Был сделан вывод о перспективности применения восстановленной подшипниковой стали для создания токопроводящих материалов, износостойких под воздействием электрического тока высокой контактной плотности.