19_Kubich.doc Износостойкость деталей трибосопряжения «шейка-вкладыш» с медьсодержащими покрытиями Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 2 103 Кубич В.И., Ивщенко Л.И. Запорожский национальный технический университет ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ДЕТАЛЕЙ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЯ «ШЕЙКА-ВКЛАДЫШ» С МЕДЬСОДЕРЖАЩИМИ ПОКРЫТИЯМИ Постановка проблемы Износостойкость трибосопряжений типа «шейка-вкладыш», составляющих группу одноименных сопряжений коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания, во многом определяется как свойствами материалов приповерхностных слоев их элементов, так и видами трения по наличию в зоне контакта смазочного материала – моторного масла [1]. Результаты предыдущих исследований показали, что одним из направлений повышения износо- стойкости сопряжений такого рода является формирование на поверхности шеек фрикционно- механическим способом исходного медьсодержащего покрытия из комплекса материалов в составе: оло- вянистая бронза БрОФ4-0,25, поверхностно-активная среда %, (ат.) галлий 81, индий 19. Значения трибо- технических характеристик были получены на модельных образцах. Триботехнические испытания про- водились по схеме «ролик-колодка» с целью определения значимого состава галлиево-индиевой среды. При этом ролики изготовлялись из стали 45ХН2МФА, d = 50 мм, шероховатость поверхности Ra = 1,25 мкм, колодки - из высокооловянистого алюминия АО20-1 ГОСТ 14113-78, материал основы сталь 08кп ГОСТ 1050-88, номинальная площадь контакта120 мм2, давление в контакте 0,9 МПа, частота вращения ролика 320 мин-1 [2 - 4]. В соответствии с этим наибольший интерес представляет характер поведения триботехнических характеристик сопряжений с предлагаемым исходным покрытием, но уже при изменении нагружения и режимов смазывания в зоне трения, т.е. в условиях масленого голодания и проявления антифрикционных свойств покрытия. Особенно важно получить такую картину, но характерную для натурных образцов элементов трибосопряжений, вырезанных из деталей двигателей, например рядных ЗМЗ, V-образных ЗИЛ и смоделировать их контактное взаимодействие, близкое к эксплуатационным режимам работы. Однако такие сведения при использовании вышеуказанных компонентов покрытий пока отсутствуют. Данный факт вызывает необходимость в проведении испытаний на износостойкость трибосоп- ряжений «шейка-покрытие-вкладыш» с предлагаемым составом материалов исходного покрытия. Полученные результаты позволят оценить характер изменения триботехнических характеристик натурных сопряжений при проявлении свойств покрытия. Методы исследования Для проведения триботехнических испытаний ТС использовалась машина испытания материа- лов на трение и изнашивание СМЦ-2 с электроприводом ЭКТ 20/380, для бесступенчатого изменения частоты вращения приводного вала машины, модернизированная компьютерной системой регистрации и обработки сигнала: усилитель сигнала от индуктивного датчика верхнего вала; аналого-цифровой преоб- разователь АЦП Е14-140; ноутбук ASUS K401J c программным обеспечением регистрации сигнала LGraph и его обработки PowerGraph 3.3 Demo, рис. 1. Для проведения испытаний использовались две партии образцов-шеек с покрытиями, по шесть в каждой, образцы-шейки без покрытия, а также цельные вкладыши. Испытания проводились в соответст- вии с разработанным циклом, численные значения параметров приведены в табл.1 [5]. Покрытия форми- ровались в процессе фрикционно-механической обработки поверхности шеек прутком из бронзы БрОФ4- 0,25 в поверхностно-активной среде с содержанием компонентов: галлий 81 % (ат.), индий 19 % (ат.). Материал образца шейки ЗМЗ чугун ВЧ50, образца шейки ЗИЛ сталь 45. В качестве образцов-вкладышей использовались цельные сталеалюминевые вкладыши с антифрикционным сплавом АО20-1, материал основы сталь 0,8 кп. Образцы-шейки устанавливались на переходной вал, закрепленный на нижнем валу машины СМЦ-2, переходной посадкой, от поворота фиксировались шпоночным соединением, от осевого смеще- ния гайкой. Предварительно в каждой шейке выполнялись отверстия соответствующего размера. Вкла- дыши устанавливались в держателях, представляющих собой крышки нижних головок шатунов соответ- ствующих моделей двигателей. В крышке высверливались отверстия для подачи масла под рабочую по- верхность вкладыша через его технологическое отверстие, а также отверстие для установки термопары в теле вкладыша. На тыльной части крышки выполнялся цилиндрический паз под ролик, которым держа- тель вкладыша нагружающим устройством прижимался к образцу-шейке. В каждом вкладыше с тыльной стороны высверливались глухие отверстия для ввода спайки термопары. Вкладыш устанавливался в держателе с технологическим натягом. Ремонтный размер вкладыша выбирался на один размер меньше, PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Износостойкость деталей трибосопряжения «шейка-вкладыш» с медьсодержащими покрытиями Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 2 104 относительно ремонтного размера прошлифованной шейки. Это позволило обеспечить наличие клиново- го зазора между шейкой и вкладышем, в который подавалось масло. Величина зазора составляла 0,13-0,15 мм по нижней плоскости держателя. Порядок установки образцов приведен на рис. 2. а б Рис. 1 – Компьютерная система регистрации сигнала: а - вид приборов: 1 – указатель тахометра; 2 – блок питания усилителя; 3 – аналого-цифровой преобразователь сигнала; 4 – окно программного управления; 5 – ноутбук; б – фрагмент трибограммы Таблица 1 Численные значения параметров цикла испытаний трибосопряжений Нагрузка Р, Н ( p, МПа) Время испытаний t, мин Общее время t, мин Режим образец- шейка ЗИЛ образец- шейка ЗМЗ образец- шейка ЗИЛ образец- шейка ЗМЗ образец- шейка ЗИЛ образец- шейка ЗМЗ I – установка образцов, включение подачи масла, включение привода, приработка, нагружение - разгружение 1 250 (0,46) 250(0,69) 15 15 2 300 (0,55) 200(0,83) 5 20 3 380 (0,7) 380(1,05) 5 25 4 480 (0,9) 480(1,32) 10 35 5 570 (1,05) 570(1,57) 3,3 2,5 38,3 37,5 6 660 (1,22) 660(1,82) 3,3 2,5 41,6 40 7 - 890(2,46) - 2,5 - 42,5 8 - 660(1,82) - 2,5 - 45 9 570(1,05) 570(1,57) 3,3 2,5 44,9 47,5 10 480(0,9) 480 (1,32) 5 2,5 50 50 11 380(0,7) 380 (1,05) 10 60 II – остановка подачи масла, нагружение 1 380 (0,7) 380 (1,05) 10 70 2 480 (0,9) 480 (1,32) 5 75 III – подача масла, разгружение-нагружение-рагружение 1 480(0,9) 480(1,32) 10 85 2 250(0,46) 250(0,69) 5 90 3 480(0,9) 480(1,32) 3,3 93,3 4 750 (1,33) 750 (2,07) 3.3 96,6 5 570(1,05) 570(1,57) 3,3 99,9 6 250(0,46) 250(0,69) 5 105 IV – выключение привода, остановка подачи масла, разборка ТС В качестве смазочного материала использовалось моторное масло LUKOL–STANDARD SAE 15W/40 SF/CC. Для измерения температуры в зоне трения использовался мультиметр DT-835 с термо- парой ТР-01А с диапазоном измеряемых температур: – 18 ~ 712 ºС. Момент трения регистрировался с помощью компьютерной системы. По записанным трибо- граммам с учетом тарировочного графика (масштаб 0,25 V - 0,270 Н∙м; 1 мм - 0,054 Н∙м), нагружения об- разцов, их геометрических размеров сигнал пересчитывался в коэффициент трения. Точность измерения составляла ∆f = 1мм, что в пересчете на значения коэффициента трения составляло 1f∆ = 0,003. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Износостойкость деталей трибосопряжения «шейка-вкладыш» с медьсодержащими покрытиями Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 2 105 а б Рис. 2 – Установка образцов: а – установка переходного вала под образец-шейку: 1 – датчик тахометра; 2 – переходной вал; 3 – установочные шайбы; 4 – корпус нижнего вала; 5 – корпус каретки; 6 – корпус вала каретки; б – узел испытания образцов: 1 – провод термопары; 2 – датчик тахометра; 3 – ролик верхнего вала; 4 – трубка подвода масла; 5 – держатель вкладыша с вкладышем; 6 – образец-шейка; 7 – ванна с маслом Интенсивность изнашивания образцов, износостойкость сопряжений, линейный износ, величина пути трения определялась расчетным путем [6]. Линейный износ образцов определялся графическим способом на основе анализа профилограмм, которые снимались на профилографе-профилометре «Ка- либр 170311» с использованием компьютерной системой регистрации и обработки сигнала. Для анализа использовались по три профилограммы для образцов-вкладышей, по четыре профилограммы для образцов- шеек снятые по всей контактной поверхности в разных сечениях до испытания и после него. Точность из- мерения составляла 0,5 мм, что соответствовало точности определения линейного износа – 0,025 мкм. Длина пути трения с учетом времени испытания трибосопряжений – =t 105 ± 0,1 мин, частоты вращения образца-шейки – =n 675 ± 10 мин-1, геометрических размеров образцов-шеек: 1R = 0,0284 м; 2R = 0,0315 м в соответствии составила: 1трL ≈ 12640 м; 2трL ≈ 14020 м. Средняя величина площади трения при испытании по условиям контакта при испытаниях для трибосопряжений из образцов элемен- тов конструкции двигателя ЗИЛ составила 2S = 5,4 ∙ 10 -4 м2, из образцов ЗМЗ – 1S = 3,6 ∙ 10 -4 м2. Результаты исследований и обсуждение В табл. 2 приведены результаты расчетов параметров изнашивания элементов трибопопряжений. Таблица 2 Величины линейного износа элементов трибосопряжений Линейный износ h , мкм; среднеквадратическое отклонение σ, мкм Интенсивность изнашивания, Ih Наименования Шейка Вкладыш Шейка Вкладыш Износостойкость И1-2, 106 Сопряжения с образцами ЗМЗ без покрытия 3,1 0,21 105,5 7,1 0,24∙10 -9 0,83 ∙10 -8 116 Сопряжения с образцами ЗМЗ с покрытием 1,82 0,14 66,4 6,4 0,14∙10 -9 0,52∙10 -8 185 Сопряжения с образцами ЗИЛ без покрытия 3,2 0,21 98,0 7,4 0,23∙10 -9 0,7∙10 -8 138 Сопряжения с образцами ЗИЛ с покрытием 1,71 0,14 56,4 8,2 0,12∙10 -9 0,4∙10 -8 240 Их анализ свидетельствует о том, что при данных условиях триботехнических испытаний: - интенсивность изнашивания для шеек образцов ЗМЗ с покрытиями уменьшилась в 1,71 раза, для образцов ЗИЛ в 1,91 раза; - интенсивность изнашивания для вкладышей образцов ЗМЗ с покрытиями уменьшилась в 1,6 раза, для образцов ЗИЛ в 1,75 раза; - износостойкость ТС для образцов ЗМЗ увеличилась в 1,6 раза, для образцов ЗИЛ в 1,74 раза. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Износостойкость деталей трибосопряжения «шейка-вкладыш» с медьсодержащими покрытиями Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 2 106 На рис. 3 а, б, 4, 5, а, б, 6 приведены графики зависимости коэффициента трения и температуры в зоне трения образцов на протяжении времени испытаний в зависимости от величины давления в зоне трения и режимов смазывания. Полученная картина свидетельствует о следующем. С первых минут контактного взаимодействия значения коэффициента трения в сопряжениях с покрытиями меньше, чем в сопряжениях без покрытий: для образцов ЗМЗ в 1,27 раза, для образцов ЗИЛ в 1,46 раза. Отличия в таких значениях, вероятно, обусловлено разными площадями трения для сопряже- ний с покрытиями, а также выравниванием геометрии микропрофиля поверхности шеек покрытием. На- чальная температура в зоне контакта поверхностей составляла для обоих сопряжений ~ 40 ºС. Стабили- зация коэффициента трения для сопряжений с покрытием, при прирабатываемости с минимальной на- грузкой к 15 минуте испытаний, для образцов ЗМЗ наступает быстрее в 2,6 раза, для образцов ЗИЛ в 3,3 раза, чем для них без покрытия. Характер изменения линии коэффициента трения для сопряжений с покрытием более резкий, для сопряжений без покрытия пологий. Значения температуры также меньше для обоих сопряжений в ~ 1,12 раза. а б Рис. 3 – Зависимость коэффициента трения от времени испытания элементов трибосопряжений двигателя ЗМЗ по зонам нагружения: а – в условиях подачи масла в зону трения; б – в условиях прекращения подачи масла с последующей его подачей; – сопряжения без покрытия; – сопряжения с покрытием: * – начало образования видимого «выделенного состава»; ** – визуально постоянно наблюдаемый налет «выделенного состава»; *** – визуально не наблюдаемый «выделенный состав» При последующем ступенчатом увеличении нагрузки: - для обоих образцов с покрытиями наблюдалось более резкое снижение коэффициента трения в периодах с 15 по 20, с 20 по 25 минуту испытаний при соответствующих нагрузках. Это свидетельствует о проявлении свойств покрытия демпфировать нагружения и снижать сопротивления относительному перемещению локальных зон контакта при температуре в ~ 1,3 раза меньшей, чем для образцов без по- крытия. При чем текущая температура для образцов ЗМЗ составляла ~ 53 ºС, для образцов ЗИЛ - ~ 82 ºС; PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Износостойкость деталей трибосопряжения «шейка-вкладыш» с медьсодержащими покрытиями Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 2 107 - в периоде с 25 по 30 минуту коэффициент трения для образцов без покрытия не изменялся, а для образцов же ЗМЗ с покрытием незначительно уменьшился, для образцов ЗИЛ – незначительно уве- личился, что возможно обуславливалось иным характером поведения молекулярной составляющей ко- эффициента трения. Уменьшение коэффициента трения в сопряжениях с покрытием составило для об- разцов ЗМЗ 1,8 раза, для образцов ЗИЛ – 1,14 раза. Пропорциональность в соотношении температур оста- валась прежней. В целом коэффициент трения для образцов ЗМЗ составлял 0,078, для образцов ЗИЛ - 0,154, температура ~ 70 ºС и ~ 106 ºС соответственно. Такой факт явно свидетельствует о неоднозначности тер- момеханических процессов происходящих в поверхностных слоях материалов контактируемых поверхно- стей. При чем удельное давление в зоне контакта для образцов ЗИЛ меньше, чем для образцов ЗМЗ. - в периодах испытания с 35 по 50 минуту при достижении максимального давления в зоне кон- такта значения коэффициента трения для образцов ЗМЗ с покрытиями были меньшими в 1,15 раза, для образцов ЗИЛ – в 1,21 раза, что соответствовало незначительно, но большим значениям температур в зо- не контакта ЗМЗ - ~ 132 ºС, ЗИЛ - ~ 148 ºС, по отношению к сопряжениям без покрытий - ~124 ºС; ~142 ºС. При чем скорость увеличения температуры в сопряжениях с покрытием с 35 минуты стала большей чем в сопряжениях без покрытия, и их графики пересеклись для обоих образцов на 40-й минуте испыта- ний. Обнаруженный факт указывает на особенности протекания термомеханических, а возможно и хи- мических процессов в покрытии, вызванных увеличением давления в зоне трения поверхностей. - в период с 50 по 60 минуту наблюдалось первоначальное (в течении ~ 1,5-2 минут) более рез- кое снижение коэффициента трения для сопряжений с покрытиями, с дальнейшим снижением до значе- ний для обоих образцов до ~ 0,12, что в 1,17 раза меньше по отношению к образцам без покрытия – 0,14. Температура в зоне трения составляла для образцов ЗМЗ - ~ 100 ºС, для ЗИЛ - ~ 115 ºС, что в 1,13 и 1,2 раза меньше, по отношению к образцам без покрытия. Рис. 4 – Зависимость температуры зоны контакта элементов трибосопряжений двигателя ЗМЗ от времени испытания в условиях смены режимов смазывания: – сопряжения без покрытия; – сопряжения с покрытием: * – начало образования видимого «выделенного состава»; ** – визуально постоянно наблюдаемый налет «выделенного состава»; 1, 2, 3, 4 – интервалы времени с давлением в зоне трения 1,57 МПа, 1,82 МПа, 2,46 МПА, 1,32 МПа соответственно; 5 – интервал времени испытания без подачи масла Далее в соответствии с циклом испытания, табл.1, была прекращена подача масла в зону трения, испытания продолжались при давлении для образцов ЗМЗ – 1,05 МПа, для образцов ЗИЛ – 0,7 МПа, ко- торые затем увеличились через 10 минут до 1,32 МПа и 0,9 МПа соответственно. Для образцов с покры- тиями в течении 3-4 минут наблюдался рост коэффициента трения и температуры, при этом в течении первых 1,0-1,5 минут на поверхности шеек начинал образовываться налет темного цвета, плотность и однородность обволакивания поверхности трения которой становилась стабильной к 6 минуте. Увеличе- ние коэффициента трения составило для образцов ЗМЗ с 0,12 до 0,124, для ЗИЛ с 0,122 до 0,136 с ростом температуры с ~ 100 ºС до ~ 108 ºС и с ~ 115 ºС до ~ 122 ºС. Далее происходило снижение коэффициен- тов трения для образцов с покрытиями до 0,11, его стабилизации в течении 3-4 минут, с установившейся температурой 108 ºС и ~ 122 ºС. Постоянство коэффициента трения в сопряжениях сохранялось в пе- риоде с 6 до 8 минут испытания, затем наблюдался его незначительный рост до 0,12 при постоянной все той же температуре. С 10 минуты нагрузка увеличилась, давления в зоне трения составили соответствен- но 1,32 МПа для образцов ЗМЗ и 0,9 МПа для образцов ЗИЛ. При этом наблюдалось относительное по- стоянство коэффициента трения для обоих образцов в течении 2,5 - 3,0 минут при росте температуры до ~114 ºС и до ~ 132 ºС. Далее вновь рост коэффициента трения для образцов ЗМЗ до 0,126, для образцов PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Износостойкость деталей трибосопряжения «шейка-вкладыш» с медьсодержащими покрытиями Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 2 108 ЗИЛ до 0,14 с постоянством температуры. Факт такого изменения коэффициента трения и температуры в зоне трения указывает на сохраняемость покрытия на поверхности шеек и на протекание комплекса структурных превращений в поверхностных слоях, обуславливающих процессы структурной приспосаб- ливаемости материалов к условиям трения. Для образцов без покрытия картина совершено иная. На первых минутах наблюдается рост ко- эффициента трения, при чем с постоянным его увеличением до больших значений: для образцов ЗМЗ с 0,14 до 0,16, для образцов ЗИЛ с 0,14 до 0,178 с его стабилизацией к 8-9 минуте испытаний, при посто- янном росте температуры. Имеет место амплитудный характер изменения коэффициента трения, что обусловлено, вероятнее всего, свойствами антифрикционного слоя вкладыша выделять в зону трения олово, выступающее в роли смазывающего состава. В последующем при увеличении нагрузки коэффи- циент трения достаточно высокий: 0,16 для образцов ЗМЗ, 0,17 для образцов ЗИЛ остается постоянным при продолжающемся росте температуры до ~ 130 ºС и ~142 ºС соответственно. Такое поведение обуславливается в первую очередь влиянием олова как приработочного материала. а б Рис. 5 – Зависимость коэффициента трения от времени испытания элементов трибосопряжений двигателя ЗИЛ по зонам нагружения: а – в условиях подачи масла в зону трения; б – в условиях прекращения подачи масла с последующей его подачей; – сопряжения без покрытия; – сопряжения с покрытием: * – начало образования видимого «выделенного состава»; ** – визуально постоянно наблюдаемый налет «выделенного состава»; *** – визуально не наблюдаемый «выделенный состав» В целом в таких условиях испытаний уменьшение коэффициентов трения и температур трибо- сопряжений с покрытиями по отношению к трибосоряжениям без покрытий для образцов ЗМЗ составило 1,45 раза , 1,15 раза, для образцов ЗИЛ - 1,54 раза, 1,16 раза соответственно. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Износостойкость деталей трибосопряжения «шейка-вкладыш» с медьсодержащими покрытиями Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 2 109 Рис. 6 – Зависимость температуры зоны контакта элементов трибосопряжений двигателя ЗИЛ от времени испытания в условиях смены режимов смазывания: – сопряжения без покрытия; – сопряжения с покрытием: * – начало образования видимого «выделенного состава»; ** – визуально постоянный налет «выделенного состава»; 1, 2, 3 – интервалы времени с давлением в зоне трения 1,05 МПа, 1,22 МПа; 0,9 МПа соответственно; 4 – интервал времени испытания без подачи масла При наблюдении за процессом образования «выделенного состава» - испытания с прекращением подачи масла на поверхности шеек и характером изменения коэффициента трения было замечено, что в достаточно малые периоды времени 15 - 25 с коэффициент трения то уменьшался, то увеличивался, т.е. имел колебания относительно среднего значения. В качестве примера на рис. 7, а, б приведены фрагмен- ты регистрируемого сигнала сопротивления вращению шейки образца ЗИЛ (номер ТС Р21В12), на об- щем фоне (по верхнему краю) которого выделены характерные участки. В период испытания с 6 до 8 минуты при давлении 0,7 МПа и в период с 10 по 12 минуту при давлении 0,9 МПа коэффициент трения изменялся соответственно в пределах 0,1 - 0,09 и 0,1 - 0,12. На графике рис. 5, б эти участки изображены прямыми, учитывая масштабный фактор времени. Для остальных трибосопряжений - как для образцов ЗИЛ, так и для образцов ЗМЗ наблюдалась аналогичная картина. Данный факт свидетельствует о проте- кании комплекса превращений в контактируемых слоях, свойственных структурной приспосабливаемо- сти. Это в полной мере обуславливает формирование вторичных структур. а б Рис. 7 – Фрагменты зависимостей коэффициента трения от времени на участках испытания трибосопряжений без подачи масла: а – первый участок испытания без подачи масла, давление в зоне трения 0,7 МПа; б – второй участок испытания без подачи масла, давление в зоне трения 0,9 МПа; 1 – интервалы амплитудного изменения коэффициента трения При возобновлении подачи масла в зону трения для трибосопряжений без покрытий наблюдался рост и коэффициента трения и температуры: для образцов ЗМЗ до 0,17, для образцов ЗИЛ до 0,2 с после- дующей стабилизацией на протяжении 3 - 4 минут испытаний и дальнейшем снижении, по условиям об- разования граничного трения, до 0,14 и 0,17 соответственно. Для образцов с покрытием коэффициент PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Износостойкость деталей трибосопряжения «шейка-вкладыш» с медьсодержащими покрытиями Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 2 110 трения в течении 1,5 - 2,0 минут оставался постоянным при постоянстве температуры. В это же время наблюдалось исчезновение окраски «выделенного состава», вероятнее всего основная часть химических элементов образовавшихся структур оставались в зоне трения, а химические элементы, обуславливаю- щие окраску «состава» уносились маслом. По истечении этого времени наблюдался незначительный ска- чок вверх значения коэффициента трения, более выражено для образцов ЗИЛ, с резким снижением ко- эффициента трения до значений для образцов ЗМЗ - 0,09, для образцов ЗИЛ - 0,11, медленным снижени- ем температуры до ~ 108 ºС для образцов ЗМЗ, и ~ 121 ºС для образцов ЗИЛ. Такие значения коэффици- ентов трения в 1,55 раза меньше чем у образцов без покрытия. С уменьшением нагрузки скорость изменения и коэффициента трения и температуры для со- пряжений с покрытиями несколько больше чем без них, установившийся режим наступает на 1,5 минуты раньше. Уменьшение коэффициента трения для обоих образцов составляет 2,2 раза, при снижении тем- ператур в зоне трения до ~ 90 ºС для образцов ЗМЗ, и до ~ 102 ºС для образцов ЗИЛ. При последующем ступенчатом нагружении вновь наблюдалась способность покрытия, обу- славливать снижение сопротивления относительному перемещению, демпфированию нагрузки, что вы- ражалось в снижении коэффициента трения, при чем при меньших нагрузках с большей скоростью. В сопряжениях без покрытия коэффициенты трения как уменьшались незначительно – образцы ЗМЗ, так и вовсе не изменялись – образцы ЗИЛ. Уменьшение коэффициента трения при максимальном давлении со- ставило для образцов ЗМЗ в 1,5 раза, для образцов ЗИЛ – в 1,21 раза. При окончательном уменьшении нагрузки до минимальных значений вновь скорость изменения и коэффициента трения и температуры для сопряжений с покрытиями несколько больше чем без них, установившийся режим наступает на 1,5 минуты раньше, а по окончании испытаний уменьшение коэф- фициента трения для обоих образцов ЗМЗ составило в ~1,63 раза, при температурах ~ 80 ºС и ~ 98 ºС, что в ~ 1,2 раза меньше чем у сопряжений без покрытия. Выводы В результате проведенных триботехнических испытаний для трибосопряжений с исходным по- крытием выявлены: характер изменения коэффициента трения; температуры в зоне трения; снижение из- носа контактных поверхностей элементов трибосопряжений, при изменении нагружения и режимов сма- зывания в зоне трения. Установлено, что исходное покрытие обуславливает снижение температурной напряженности и механических потерь в трибосопряжениях за счет образования вторичных структур из элементов покры- тия и элементов антифрикционного слоя вкладыша при протекании в их приповерхностных контактных слоях структурных превращений. Литература 1. Гаркунов, Д.Н. Триботехника. Износ и безызносность/ Гаркунов Д.Н. – М.: Издательство МСХА, 2001. – 616 с. (Для вузов). 2. Кубіч, В.І. Про вплив вмісту компонентів галієво-індієвого середовища на триботехнічні хара- ктеристики трибоз’єднання / В.И. Кубич, Л.И. Ивщенко // Проблеми тертя та зношування. – 2009. – № 52. – С. 92-101. 3. Пат. № 49630 Україна, МПК (2009) С23С 30/00. Склад поверхнево-активної речовини для фо- рмування зносостійких покрить/ Кубіч В.І., Івщенко Л.Й. заявитель і патентовласник Запорізький націо- нальний технічний університет. – № u200909788; заявл. 11.05.2010; опубл. 11.05.2010, Бюл. № 9, 2010. 4. Кубич, В.И.Рентгеноспектральный анализ приповерхностных слоев элементов трибосопряже- ний/ В.И. Кубич, Л.И. Ивщенко // Проблемы трибологии. – 2011. –№1(59). – С. 6-11 5. Кубич, В.И. Определение параметров контактного взаимодействия подшипников скольжения коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания./ В.И. Кубич, Л.Й. Івщенко //Проблеми трибологии. – 2010. – Вип. №2(56). – С. 11-17 6. Методы испытаний на трение и износ/ Л.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, А.Г. Колмаков, Л.М. Ры- бакова – М: Интермет инжиниринг, 2001. – 357 с. Надійшла 05.04.2011 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com