Эксплуатационные показатели вибрационного химико-механического твердосмазочного покрытия

При нанесении ВиХМТП воздействие рабочей среды на обрабатываемую поверхность осуществляется через тонкодисперсную прослойку, состав которой зависит от вида покрытия. Так, при нанесении твердосмазочного покрытия прослойкой служит порошок дисульфида молибдена.

конструктивных изменений в методике измерения и обработки, с тем чтобы исключить влияние посторонних факторов.

Мгновенная температура в зоне контакта, вычисленная по формуле М.М .Саверина для покрытий, находится в пределах 300-430 К.

Измерение температуры рабочей среды определялось через равные промежутки времени при работе установки в течение пяти часов при амплитуде колебаний A = 2,5 мм и A = 4 мм (рис.5.13).

Рис.5.13. Изменение температуры рабочей среды по времени обработки при амплитуде 1 -Аа=2,5 мм; 2 -Аа=4 мм

Анализ показал, что при работе установки температура рабочей камеры растет, и в течение трех часов достигает максимального значения. Затем температура стабилизируется и при дальнейшей обработке изменений не наблюдается. Наибольшее значение температуры 330 К отмечается при работе с амплитудой 4 мм, что является результатом увеличения скорости циркуляции рабочей среды.

Так как дисульфид молибдена при определенной температуре может окисляться до трехокиси молибдена МоО,3 снижающей антифрикционные свойства Мо32, определено влияние мгновенной температуры в зоне контакта на его термическую стабильность. С этой целью проведен рентгеноструктурный и химический анализ на наличие окисленного молибдена МоО3 в дисульфиде молибдена после 200 часов испытаний.

Фазовый анализ проводился фотометодом на рентгеновском дифрактометре УРС-70К1 в камере РКД при СиКа - излучении по стандартной методике.

Рис. 5.14. Дифрактограммы порошка ∖1υS2, снятые в камере РКД при СиКа - излучении:1 - исходный порошок; 2 - после 5 часов работы при комнатной температуре;3 - исходный, нагретый до t =450 К; 4 - после 5 часов работы с предварительным нагревом до 450 К

Таблица 5.3

Состояние порошков определяет эксплуатационные возможности ВиХМП. На основании полученных данных рентгеноструктурного анализа можно сделать вывод о том, что образцы представляют собой однофазные порошки Мо32.

На качество покрытий оказывает влияние степень окисления частиц порошка. Для определения наличия окисленного порошка и его количественного содержания был проведен химический анализ по инструкции, разработанной заводом-изготовителем. Метод основан на выщелачивании окисленного молибдена соляной кислотой, разбавленной в пропорции 1:3. В фильтрате определяют содержание молибдена колориметрическим роданидным методом, применяя в качестве восстановителя тиомочевину.

Исследованиям подвергались три порошка: исходный при комнатной температуре, после 5 часов работы установки и после длительности работы более 200 часов. Результаты показали, что наличие окисленного молибдена в процентном соотношении составляет соответственно: 0,15; 2,04; 3,05. При работе

вследствие измельчения порошка происходит небольшое его окисление, которое с течением времени изменяется незначительно. Так, после 200 часов работы количество окисленного порошка составило всего 3%. Небольшое количествоМ₀Оз не оказывает влияние на антифрикционные свойства дисульфида молибдена, так как частицы оксида молибдена тонут в массе Мо32, что устраняет их абразивное действие. Аналогичные результаты были получены Брентуэйтом [32].

Рассматривая процесс образования высшего оксида молибдена при ВиХМО можно отметить следующее: поскольку сера с химической стороны имеет большое сродство к электрону, то в условиях высокой активности и контакнтных нагрузок возможно присоединение дополнительного электрона к молекуле или атому серы, сопровождающееся выделением тепла, смещением электронных оболочек под влиянием электрического поля и др.

S + θ = ∙s^ + 153 ккал.

Показатель 153 ккал/г атом является количественным доказательством сродства серы к электрону. Химическому образованию оксида молибдена может способствовать дополнительная энергия, выделяемая при присоединении электрона к атому серы. Подтверждением такому выводу могут служить повышенные адгезионные свойства дисульфида молибдена при нанесении его вибрационным методом и отнесение к первой группе ВиХМП.

Высокая прочность сцепления МоЗгс металлом обеспечивается не только силами Ван-дер-Ваальса, но и электростатическими. Эти выводы согласуются с электростатической теорией адгезии, разработанной Б.В.Дерягиным и Н.А.Кротовой [60], а также результатами экспериментальных данных, подтверждающих наличие реакции между серой и металлом с образованием FeS в присутствии дисульфида молибдена [102].

5.4.