автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Твердые композиционные присадки на основе металлизированного графита для пластичных смазочных материалов

На правах рукописи 00346714Т

Хуссейн Хайдар А.

ТВЕРДЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПРИСАДКИ НА ОСНОВЕ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОГО ГРАФИТА ДЛЯ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.02.04 — Трение и износ в машинах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 г £ Г. э ■■

Санкт-Петербург — 2009

003467147

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет»

Научные руководители

доктор технических наук, профессор

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Мельников Вячеслав Георгиевич

Годлевский

Владимир Александрович

Гинзбург Борис Моисеевич

доктор технических наук, доцент

Березина

Елена Владимировна

Ведущая организация

ОАО «ТОЧПРИБОР», г. Иваново

Защита состоится «■*'>> /м илг 2009 г. в II час. на заседании диссертационного совета Д 002.075.01 при Институте проблем машиноведения РАН по адресу: 199178 Санкт-Петербург, Васильевский остров, Большой проспект, 61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПМАШ РАН

Автореферат разослан « /Я» ОАреЛЯ ?009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета профессор —

Дубаренко В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы ,

Одним из путей повышения долговечности и надежности машин является улучшение противоизносных и антифрикционных свойств смазочных материалов (СМ). Это может быть достигнуто введением присадок и активных наполнителей. Хороший результат демонстрируют в пластичных смазочных материалах (ПСМ) порошковые присадки твердых смазочных материалов (ТСМ). Большинство из них хорошо совмещаются с базовой основой, другими присадками и наполнителями, что дает возможность широко варьировать их состав и свойства. Чаще всего используют вещества слоистого («анизодесмического») строения — графит, дисульфид молибдена (молибденит), а также сульфид серебра, пористый свинец. Часто в качестве порошковых добавок используют «металлопла-кирующие» наполнители («реметаллизанты»).

В настоящей работе предложено расширить диапазон применения твердосмазочных трибоактивных компонентов ПСМ путем использования композитных порошков (частицы ТСМ с покрытиями). Этот путь имеет практическое и теоретическое значение для разработки и использования новых эффективных ПСМ. Механизм действия композитных ТСМ мало изучен. В литературе нет данных, обосновывающих применение порошков с покрытиями. Работа выполнена в рамках исследований Кафедры механики ИГХТУ в области разработки новых компонентов ПСМ, в соответствии с тематическим планом НИР ИГХТУ на 2006-2010 г.

Цель и задачи исследования. Целью работы является повышение триботехнических характеристик пластичных смазочных материалов за счет введения порошковых ТСМ композитного состава. В рамках названной цели предполагалось решить следующие задачи.

1. Разработать теоретическую концепцию и математическую модель, описывающую механизм действия композитных порошков в качестве трибоактивных присадок.

2. Выявить зависимость между химическим составом, концентрацией и триботехническими параметрами композиционных присадок различной природы.

3. Создать новые, эффективные присадки порошков с покрытиями.

Автор защищает

1. Теоретическую концепцию, объясняющую эффективность композиционных (покрытых) порошковых ТСМ избытком поверхностной энергии полидисперсной системы.

2. Математическую модель и методику расчета поверхностной энергии композитной присадки по сравнению с раздельным введением компонентов.

3. Новые составы композитных порошковых присадок.

4. Количественные зависимости, связывающие состав и концентрацию композиционных присадок в ПСМ с их триботехническими характеристиками.

Научная новизна работы заключается в:

1. разработке теоретических положений, обосновывающих применение в смазочных материалах композиционных (покрытых) порошковых твердосмазочных присадок;

2. получении количественных закономерностей триботехнической эффективности композиционных присадок ТСМ;

Практическая полезность

Разработана лабораторная технология получения композитных присадок ТСМ, получены модельные составы ПСМ повышенной триботехнической эффективности, в том числе композитных присадок с двухслойным покрытием. На способ получения графитового порошка с двухслойным металлическим покрытием авторским коллективом при участии автора диссертации была подана заявка на патент (Заявка № 2008121021/04(024901), приоритет от 26.05.2008), по которой получено положительное решение. Техническая информация о результатах диссертационной работы передана организации-производителю для разработки на этой основе серийных СМ и организации малотоннажного производства. Результаты диссертации используются в учебном процессе кафедры «Механика» ИГХТУ при чтении курса «Триботехника», выполнении студентами лабораторных, курсовых и дипломных работ.

Методы исследования

Задачи, поставленные в работе, решались теоретическими и экспериментальными методами. В теоретических исследованиях применены основные положения физикохимии поверхностей. Экспериментальные исследования выполнены в соответствии с известными методиками выпо-ления триботехнических испытаний по измерению трения и износа. Новые типы покрытий порошков создавали с использованием химической технологии нанесения покрытий на неметаллические поверхности.

Частицы присадок исследовали методами оптической и электронной микроскопии, электронографии. Для оценки гранулометрического состава порошков применяли соответствующие методы математической статистики. Исследование поверхностей трения производили методами оптической микроскопии, профилометрии и путем измерения микротвердо-

сти. Экспериментальные зависимости обрабатывали с использованием регрессионного анализа.

Обоснованность и достоверность результатов. Основные результаты и выводы настоящей работы являются обоснованными и достоверными, поскольку: применена статистическая обработка результатов эксперимента, использованы стохастические модели при построении экспериментальных зависимостей. Имеется удовлетворительное согласование теоретических результатов с экспериментальными данными настоящей работы, а также литературными данными о других исследованиях; корректным применением известных методик физико-химических исследований к выбранным классам смазочных материалов.

Личный вклад автора. Лично автору принадлежат: направление работы, постановка задач, программа и методология исследований; непосредственное выполнение всех экспериментов, построение математических моделей, установление основных закономерностей, формулирование выводов, разработка на базе выполненных исследований составов ПСМ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на следующих научных конференциях, симпозиумах, семинарах Междунар. научно-методич. конф. Иваново, ИГСХА, 2007 г.; Научно-практической научной конференции по трибологии. Иваново, ИвГУ, 2008 г.; Научно-практической научной конференции ИГСХА, Иваново, 2008 г.; VJII Междунар. научн. конф. «Трибология и надежность» С-Петербург, 23-25 окт. 2008 г.; заседании научно-технического совета ИГХТУ, май 2008 г.; научном семинаре Ивановского института государственной противопожарной службы МЧС РФ, январь 2009 г.; научном семинаре Института наноматериалов Ивановского государственного университета, январь 2008 г.; Городском семинаре по-механике Института проблем машиноведения РАН, С.-Петербург, март 2009 г., Региональной научно-техн. конф. «Материаловедение и надежность триботехнических систем», Иваново, апрель 2009 г.; ежегодных научных конференциях преподавателей и сотрудников кафедры «Механика» ИГХТУ, 2006-09 гг.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Результаты работы нашли применение в учебном процессе кафедры механики Ивановского государственного химико-технологического университета в виде лабораторных практикумов, курсовых и дипломных работ студентов; вошли в ряд дисциплин, читаемых на факультете.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 12 печатных работах, в том числе 1 работа — в журнале, входящем в список ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 155 страницах, содержит список условных обозначений, введение, 6 основных глав, заключение, список литературы из 154 наименований. Работа включает 46 рисунков и 8 таблиц.

Основное содержание работы

Во Введении дается общая характеристика исследуемой проблемы, приводится данные об актуальности, новизне, апробации и практическом использовании результатов работы.

Глава 1 содержит аналитический обзор проблемы действия трибоак-тивных присадок в составе смазочного материала, механизма возникновения противоизносных и противозадирных свойств. Показано, что общепринятых теоретических критериев подбора присадок, улучшающих смазочные свойства материалов в широком диапазоне режимов трения, пока нет. Первая глава завершается выводами, формулированием цели и задач исследования.

Глава 2 посвящена выбору материалов для исследования: материалов поверхностей трения, базовых жидких и пластичных СМ (ПСМ), поверхностно-активных веществ (ПАВ), присадок ТСМ.

В 3 главе предложено теоретическое описание, объясняющее особенности смазочного действия присадок мелкодисперсного графита с металлическим покрытием. Ранние эксперименты В.Г. Мельникова и A.A. Калинина и наши опытные данные показали, что в составе ПСМ присадка графита с металлизированной поверхностью демонстрирует лучшие смазочные характеристики по сравнению с двухкомпонентной присадкой с раздельно введенными компонентами графит + металл, где компоненты взяты в тех же количественных соотношениях.

Было выдвинуто предположение, что различие в действии присадки-композита и раздельно введенных компонентов состоит в том, что трибо-активные материалы (в данном случае графит и металл) находятся в различном коллоидном состоянии с различными наборами внутренних межфазных поверхностей. Объяснению особенностей смазочного процесса с участием композита, но нашему мнению, может служить оценка различия величины свободной поверхностной энергии дисперсной фазы для двух сравниваемых случаев.

Исходящее из этих посылок количественное модельное описание должно было ответить на следующие вопросы: 1) Как различается величина свободной поверхностной энергии, когда твердосмазочные компоненты а) сочетаются путем покрытия частиц одного компонента пленкой другого и б) существуют в среде в том же массовом соотношении в виде свободнодисперсных фаз? 2) Как это различие изменяется в условиях разрушения, измельчения частиц различного типа (с покрытием и без него) в условиях трения?

При построении модели необходимо учесть тот факт, что в процессе трения частицы, попадающие в контактную зону, деформируются и разрушаются, образуя новую коллоидную систему повышенной дисперсности. В порядке постановки задачи для предполагаемого теоретического расчета примем следующие допущения.

6

1) Пусть сравниваемые системы для простоты рассмотрения будут монодисперсными, с размером частиц <1 (рис. 1), а композит имеет покрытие толщиной 8. Форму частиц в этом приближении удобно представить сферой.

Графит

а б

Рис. 1. Сравниваемые модельные дисперсные системы: а — графит с покрытием и б — механическая смесь монодисперсных частиц графита и того же металла, который используется для нанесения покрытия.

2) При введении каждого из трех типов частиц в смазочную дисперсионную среду их поверхности можно охарактеризовать специфической удельной свободной поверхностной энергией: а^ — энергия поверхности

графит — СМ; сг2 — энергия поверхности металл — СМ; а3 —. энергия поверхности металл - графит.

3) Положим, что частицы не взаимодействуют между собой, и что также отсутствует химическое взаимодействие твердых поверхностей со смазочным материалом.

4) Предположим, что в процессе трения происходит измельчение частиц (как композиционных, так и простых) до некоторого характерного постоянного размера, по порядку величины сопоставимого с толщиной покрытия 8. Положим при этом, что 8 « й.

5) Пусть суспензия присадки в СМ имеет массовую концентрацию с.

6) Влиянием внутренних поверхностей базового ПСМ пренебрегаем.

На основании приведенных выше допущений рассчитывали различие избыточной внутренней поверхностной энергии суспензий, содержащих два компонента: графит и медь при композитном (в виде покрытия) и раздельном введении присадок. При расчете учитывали степень измельчения дисперсной фазы в процессе трения. В результате можно оценить различие в поверхностных энергетических состояниях смазочных составов,

7

подаваемых в зону трения, в которых компоненты вводятся раздельно или в композиционной форме. С учетом вышеперечисленных допущений получены следующие формулы для расчета поверхностной энергии (табл. 1).

Таблица I. Формулы расчета поверхностной энергии е порошковых присадок

Способ введения присадки До трения После трения

Раздельное введение графита и меди 0,06 ( К, 4 \ Р\ Рг) 0,06 е =-- Л к, а кЛ Р\ 8 Рг)

Композитная присадка 0,06 К, , V ЕК= . \?2+<Тз) с! р, , 0,06 8 К - - Л 8 ( к, /О V р\ Рг)

где: с/ — диаметр частиц субстрата и металлической дисперсии; К1 и К2 — массовые содержания графита и меди; <тх — энергия поверхности графит — СМ; <72 — энергия поверхности металл — СМ; 03 -— энергия поверхности металл - графит; рхя Рг— плотности графита и меди

Расчетные формулы, представленные в табл. 1, использовали для расчета соотношений поверхностных энергий в случае, когда массовые концентрации графита и меди одинаковы, т.е. к, = К2 = 1,5% мае.

В отсутствие точных формул для поверхностной энергии твердых тел приближенно оценить ее позволяет правило Стефана:

а£ А -А (О

С3<3 г

где А — теплота сублимации или испарения; V,,, — молярный объем вещества; /Vд — число Авогадро; 2\ — координационное число молекул, находящихся в поверхностном монослое; 2 — координационное число (число соседей молекулы) в объеме конденсированной фазы.

Для твердых тел величину с экспериментально оценить очень трудно. Поэтому для проведения оценочных расчетов будем считать, согласно правилу Стефана (1), что удельная поверхностная энергия пропорциональна мольной теплоте сублимации и обратно пропорционально молярному объему вещества в степени 2/3.

Так как теплота сублимации меди примерно в 2 раза выше, чем у графита, а мольные объемы меди и графита приблизительно одинаковы, со-

ответственно, следовательно, удельная поверхностная энергия меди приблизительно в 2 раза превышает аналогичную величину у графита. Отношение плотностей меди и графита равно приблизительно 4.

Для определения межфазной поверхностной энергии графит-медь сг3 используем также правило Антонова, согласно которому, межфазная удельная поверхностная энергия конденсированных сред определяется разностью удельных поверхностных энергий тел: а,=\а,-аг\- Во всех

последующих расчетах принимали соотношение размера частицы субстрата и покрытия д7<5 = 10, которое мы оценили выше из условия равенства масс субстрата и покрытия (что обеспечивалось технологическим процессом нанесения покрытия). Результаты вычислений представлены в табл. 2.

Таблица 2. Соотношение значений поверхностной энергии порошковых присадок графита и меди при раздельном и композиционном введении в СМ

Суммарная поверхностная энергия Соотношение поверхностных энергий при раздельном и композитном введении присадок

Раздельно введенные компоненты графит и медь Смазка-композит: графит с медным покрытием

До процесса трения Е £к £к „ — = 2 £

После процесса трения е' 4 ^- = 1,4 е'

Соотношение энергий после и до процесса трения £¿3 7 е2

Таким образом, в результате моделирования было показано, что «композитное» введение двухкомпонентных присадок, когда одна из них является покрытием, позволяет дисперсной системе запасать избыточную поверхностную энергию за счет образования новых поверхностей раздела «субстрат — покрытие». Тогда новая «высокоэнергетичная» дисперсная система оказывается способной более эффективно взаимодействовать с поверхностью трения, и способствовать антифрикционному эффекту.

Если предложенная гипотеза, оказывается верной, то тогда открывается перспектива дальнейшего использования наблюдаемого эффекта — за счет образования двух- и многослойного металлического покрытия на базовой порошковой основе твердой присадки: добавление новых межфазных границ будет способствовать усилению смазочного действия. Данные выводы способствовали постановке задачи эксперимента по созданию одно-и двухслойных покрытых частиц и их триботехнических испытаний при различных режимах трения.

Глава 4 посвящена получению порошков графита с однослойным и двухслойным покрытиями. В электролите осуществляли процесс химического меднения и бронзирования порошка присадки. Под «бронзированием» в нашей работе подразумевался процесс одновременного осаждения меди и олова на поверхность субстрата. В работе дано общее описание технологии процесса нанесения покрытий. Двухслойное покрытие получали путем дополнительного осаждения олова на медное покрытие. Время осаждения меди и олова при выбранной технологии не превышало 7-10 минут. Требуемая толщина слоя покрытия определялась расчетом. На способ получения графитового порошка с двухслойным (бронза + олово) покрытием авторским коллективом при участии автора диссертации была подана патентная заявка (Заявка № 2008121021/04(024901), приоритет от 26.05.2008). Порошок меди для сравнительных испытаний получали катодным осаждением из электролита (рис. 2).

а б

10 мкм

Рис. 2. Частицы коллоидного графита С-2 (а) и электролитической порошковой меди (б)

В главе 5 описано изучение размерных и структурных характеристик порошков. Снимки дисперсий порошков присадок, полученные после УЗ-распыления на просвечивающем электронном микроскопе ЭВЛ-100, обрабатывались с целью получения распределения частиц по размерам. Гистограммы этих распределений представлены на рис. 3. Гистограмма показывает, что нанесение покрытий на частицы графита не приводит к существенному изменению статистического разброса размеров дисперсии

— мода распределения находится в диапазоне 8... 10 мкм. Это говорит о том, что малая толщина покрытий не приводит к существенному увеличению среднего размера частиц и согласуется с нашей гипотезой о том, что наличие покрытия является причиной накопления избытка поверхностной энергии, способствующей смазочной и антиизносной эффективности порошков присадок с покрытиями. Кроме электронной микроскопии, производили электронографию частиц с покрытиями и без покрытий для подтверждения наличия в порошке металлической составляющей.

1 1 1.

к ша Графит С-2 Медь

ь Ь к '¿¿ш 1 шг У/л Г рафит + медь + олово рафит + бронза рафит + бронза + олово

^ Г

1 1У1 У ? И ^ . л А ы

О 10 20 30 40

Размер частиц, мкм

Рис. 3. Частотная гистограмма распределения частиц присадок без покрытия и с покрытиями по размерам

Шестая глава посвящена триботехническим испытаниям смазочных материалов с присадками порошков с покрытиями и без них. Измеряли коэффициент трения, интенсивность изнашивания, микротвердость поверхностей трения. Опыты производили на машине трения СМТ-1. Варьировали скорость трения, нормальную нагрузку. Некоторые результаты испытаний приведены на рис. 4 и 5.

О,И 0,13 0,12 0.1t 0.10

— 1 -»- 0,2 кН - • 0.3 иН 0,4 «Н -

0,6 кн

4------ U —

Г1 ----------

---- -------

Концентрация, масс. %

- Без присадки

- Порошок аккумуляторный ГАК-2 (3% мае.) -Порошок элестроугольный ЭУТ-11 (3% Мао.) -Порошок смазочный ГС-1 (3% мае.)

- Коллоидный графит С-2 (3% мае.)

0,3 0,4 0.5

Нормальная нагрузка, кН

Рис. 4. Зависимость коэффициента трения от концентрации порошка коллоидного графита С-2 в медицинском вазелине при V = 1 м/с при различной нормальной нагрузке

Рис. 5. Зависимости коэффициента трения от нормальной нагрузки для пары трения «сталь 45 — сталь 45» при использовании 3% мае. присадки углеродсодержащих порошков различной природы в медицинском вазелине (у = 1 м/с)

Рис. 6 демонстрирует факт, что введение омедненного графита приводит к значимому (примерно 30%-ному) повышению антифрикционного эффекта композитной присадки по сравнению с тем случаем, когда те же самые компоненты введены в том же количестве, но раздельно. Далее было необходимо установить, имеет ли место обнаруженный эффект в другой базовой среде: не в поверхностно инактивном медицинском вазелине, а в стандартной пластичной смазке Литол-24. Результаты такого эксперимента, выполненного с применением ПСМ, представлены на рис. 7. Здесь мы наблюдаем ту же картину, что и в случае вазелина (см. рис. 6): композитная присадка (омедненный графит) дает лучший эффект, чем присадки меди и графита введенные индивидуально, либо раздельно в равной пропорции.

Идея об эффективности двухслойного покрытия была реализована с использованием двойного покрытия «бронза + олово». Эти данные приведены на рис. 8. Далее в главе 6 приводятся результаты исследования поверхностей трения. Реализация смазочного эффекта от применения твердосмазочных присадок типа порошка графита с покрытием предположительно должна отражаться на свойствах поверхностей трения. Следующая диаграмма показывает, каким образом влияет наличие в ПСМ Литол-24 присадки омедненого графита на микротвердость поверхности стали 45 после длительного трения (5 = 20 км, v = 1 м/с; Р = 0,4 кН).

0.3 0,4 0.5

Нормальная нагрузка, кН

Ees присадки - -»■ - Графит (3 % мае.)

Медь (3 % мае.) —т— Графит (1,5% мэс.) +

Медь (1,5% мае.) -•■«••- Омеднеиый графит (3 Н мае )

Нормальная нагрузка, кН

Рис. 6. Зависимость коэффициента трения пары сталь 45 - сталь 45 от нормальной нагрузки при добавке в ПСМ Литол-24 различных твер-досмазочных присадок: меди, графита, смеси меди с графитом и омедненого графита.

Рис. 7. Зависимость интенсивности изнашивания пары сталь 45 - сталь 45 от нормальной нагрузки в присутствии ПСМ Литол-24 с порошковыми присадками различного состава

1 2,5 £

к 2,0

х л

I 1.5

э

га

1 1.0 Л

§ 0,5 х

CQ

I 0.0

ч—1—1—i— i i- '

—■— Бронза + Оло Бронза I

|

/

/ / К'

■И /

0 2 0,3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8

Рис. 8. Зависимость коэффициента трения и интенсивности изнашивания пары трения сталь - сталь от величины нормальной нагрузки при трении в смазочной композиции на основе Литол-24, наполненного порошком графита с покрытиями: однослойным (бронзированным) и двухслойным (бронзирование + лужение). Концентрация каждого порошка в ПСМ — 3% мае.

0.2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0.8 Нормальная нагрузка, кН

На диаграмме можно наблюдать факт некоторого увеличения микротвердости поверхности трения, возникающего при использовании присадки медненого графита по сравнению ПСМ без присадки. Причиной этого небольшого, но уверенно регистрируемого упрочняющего эффекта может служить наличие на поверхности защитного слоя, содержащего графит и мягкие металлы (медь и олово), которые снижают дефектность поверхностного стального подслоя.

На рис. 10 приведены трибограммы процесса приработки образцов в среде вазелинового масла с присадкой графита с нанесенным металлическим покрытием, однослойным и двухслойным. Показано, что меньший момент трения и меньший период приработки (до стабилизации момента) соответствует присадке графита с двухслойным покрытием (бронзирование + лужение).

Рис. 9. Зависимость микротвердости поверхности трения стали 45 от пути трения (Я = 20 км, V = 1 м/с; Р = 0,4 кН)) при трения в смазочной композиции на основе ПСМ Литол-24 без присадки и с присадкой омедненного графита

Выполненная работа в целом показала актуальность и благоприятные перспективы практического использования твердых порошковых присадок на основе графита, частицы которого покрыты одним или двумя слоями мягкого металла. В итоге работы автор сформулировал следующие общие выводы.

До трения

После трения (Э = 20 км)

Выводы

Без присадки {¡рТ "П"1 |Г

Щ

1)

1 Н-м

20 мин

2)

1 1; " ; !■ ; Г;: , ,

'I лм > . 1

3)

Графит 1,5% мае. + медь 1,5% мае. | (раздельное введение) |

1 шЫ 11. ;„ " ■ I 1 ' I" ¡1

Графит 1,5% мае. + Бронза 1,5Уо мае.

Графит 1,5% мае. + медь 1,5% мае.

4)

[Покрытие

I! {

• ¡Г ; :;{

Покрытие

Графит + Бронза 1,5% мае. + олово 1,5% мае.

Покрытие 2 слоя

б)

7)

■ИШ |щ } Графит + медь 1,5% мае. ; + олово 1,5% мае.

В Покрытие 2 слоя

1;

Рис. 10. Трибограммы процесса приработки образцов в среде вазелинового масла с присадкой графита с нанесенным металлическим покрытием, однослойным и двухслойным

1. Экспериментально обнаружено повышение эффективности смазочной среды при трении пары сталь-сталь при добавке в СМ композитных присадок графита, покрытого металлом по сравнению со случаем раздельного введения тех же количеств графита и металла, введенных раздельно. Данный эффект имел место как для инактив-ного медицинского вазелина, так и пластичной смазочной среды (литиевая смазка).

2. Выдвинута теоретическая концепция, согласно которой введение в базовую смазочную среду графита и металла в качестве тонкослойного покрытия графитовых частиц должно приводить к повышению антифрикционной и антиизносной эффективности присадки по сравнению со случаем, когда металлическая и неметаллическая присадки введены раздельно.

3. Предложено качественное описание механизма действия композитной присадки, основа которого заключается в том, что система с покрытием обладает дополнительной межфазной энергией, сосредоточенной на межфазных границах между порошковым субстратом и покрытием, (а также между двумя слоями покрытия, если покрытие двухслойной).

4. Разработана геометрическая математическая модель, позволяющая оценивать избытки поверхностной энергии покрытых частиц присадки по сравнению с разделенной двухкомпонентной дисперсией. Модель рассматривает состояние системы до трения и изменение поверхностной энергии при размерной трансформации частиц в процессе трения.

5. Получены триботехнические характеристики композитных графито-металлических присадок к ПСМ с однослойным и двуслойными покрытиями. Показано, что при монослойном медном покрытии коэффициент трения может снижаться до 30%, а интенсивность изнашивания — на порядок по сравнению со случаем раздельного введения присадок.

6. Установлено для пары трения сталь - сталь, что при введении порошковых присадок графита, меди и композитных наблюдается оптимум смазочного действия на уровне концентрации присадки в диапазоне 3...4 мае. %.

7. Переход от однослойного медного покрытия к двухслойному типа «медь + олово» дополнительно снижает коэффициент трения на 2030%, а интенсивность изнашивания — в 2-3 раза.

8. Обнаружен эффект незначительного упрочнения стальной поверхности трения после трения в ПСМ с композитной присадкой

Содержание диссертации опубликовано в следующих основных работах

1. Хуссейн Х.А., Зарубин В.П. Триботехнические свойства пластичных смазок, наполненных твердыми смазочными материалами // Тез. докл. Междунар. научно-методич. конф. Иваново, ИГСХА, 2007 г. С. 157— 158.

2. Хуссейн Х.А., Мельников В.Г. Исследование триботехнических свойств наполненных порошками твердых смазок // Современные наукоемкие технологии. Журнал регионального отд. РАЕН, Иваново, ИГХТУ, 2007 г. № 4. С. 62-67.

3. Хуссейн Х.А., Мельников В.Г. Исследование влияния порошков твердых смазочных материалов и модифицирования их поверхности на триботехнические свойства наполненных смазочных композиций // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2008. № 6. С. 18-22.

4. Хуссейн Х.А., Мельников В.Г. Исследование антифрикционных свойств пластичных смазочных материалов, наполненных порошками твердых смазок // Физика, химия и механика трибосистем. Иваново, ИвГУ, 2007. № 6. С. 48-50.

5. Хуссейн Х.А., Зарубин В.П. Исследование триботехнических свойств смазочных композиции, наполненных порошками твердых смазок // Тез. докл. Научно-практич. конф. Иваново, ИвГУ, 2008 г. С. 83-84.

6. Хуссейн Х.А., Зарубин В.П. Исследование влияния порошков твердых смазочных материалов на триботехнические свойства пластичных смазок //Мат-лы Научно-практич. конф. Иваново, 2008. С. 205-208.

7. Хуссейн Х.А., Годлевский В.А., Замятина Н.И., Зарубин В.П. Исследование триботехнических свойств смазочных композиций, наполненных порошком металлизированного графита // Трибология и надежность. Сб. научн. трудов VIII Междунар. конф. СПб: С-Петерб. гос. ун-т путей сообщения. 2008. С. 66-72.

8. Хуссейн Х.А., Годлевский В.А., Волков A.B. Механизм смазочного действия присадок мелкодисперсного графита с модифицированной поверхностью частиц // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2009. Т. 52, Вып. I. С. 115-118.

9. Годлевский В.А., Богомолов М.В., Моисеев Ю.Н., Манерцев A.A., Хуссейн Х.А. Предпосылки разработки новых спеченных подшипниковых смазочных материалов для узлов трения пожарно-техничес-кого и аварийно-спасательного оборудования // Вестник Ивановского института ГПС МЧС России. 2008. № 2. С. 38-42.

Ю.Волков A.B., Годлевский В.А., Замятина Н.И., Хуссейн Х.А. Композитные присадки твердосмазочного действия // Физико-химическая механика процесса трения. Иваново, изд.-во ИвГУ, 2008. С. 118-121.

11. Хуссейн Х.А., Волков A.B., Годлевский В.А., Киселев Б.Р. Расчет свободной поверхностной энергии порошка металлизированного графита, применяемого в качестве трибоактивной присадки к пластичным смазочным материалам // Сб. докладов Региональной научно-техн. конф. «Материаловедение и надежность триботехнических систем», Иваново, апрель 2009 г. Изд. ИГХТУ. С. 22-25.

12. Решение патентной экспертизы о выдаче патента РФ по заявке № 2008121021/04(024901). Смазочная композиция. Авторы: Хуссейн Х.А., Замятина Н.И., Зарубин В.П. Приоритет от 28.07.2008.

Отпечатано с оригинала макета, предоставленного автором

Подписано s печать 06.04.09. Усл. п. л. 1,00 Уч.-изд. л. 1,03. Формат 60x84 1/16. Тираж 80 экз. Заказ 732. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный химико-технологический университет». 153000 г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7. Отпечатано на полиграфическом оборудовании Кафедры экономики и финансов

ГОУ ВПО «ИГХТУ»

Условные обозначения.

Введение.

1. Аналитический обзор.

1.2. Общие вопросы трения и изнашивания.

1.2 Влияние смазочных материалов на процесс трения и изнашивания

1.3. Свойства и применение пластичных смазочных материалов ПСМ.

1.3.1. Классификация ПСМ.

1.3.2. Области применения и типы ПСМ.

1.3.3. Реологические свойства ПСМ.

1.3.4. Термомеханические свойства ПСМ.

1.3.5. Трибологические свойства ПСМ.

1.4. Улучшение триботехнических свойств смазочных материалов присадками и наполнителями.

1.4.1. Присадки к маслам и ПСМ.

1.4.2. Поверхностно-активные присадки.

1.4.3. Химически-активные присадки.

1.4.4. Наполнители масел и ПСМ.

1.5. Твердые смазочные материалы и физико-химия их смазочного действия.

1.5.1. Общие характеристики и классификация ТСМ.

1.5.2. Неорганические твердые смазочные материалы.

1.5.3. Мягкие металлы и окислы.

1.5.4. ТСМ органической природы.

1.5.5. Твердосмазочные порошковые присадки с покрытиями.

1.6. Присадки-геомодификаторы.

1.7. Металлизация дисперсных наполнителей пластичных смазок.

1.8. Влияние удельной поверхности твердого тела на его триботехнические характеристики.

1.8.1. Влияние удельной поверхности твердосмазочного компонента на реакционную способность.

1.8.2. Изменение удельной поверхности дисперсного твердосмазочного компонента в процессе трения.

2. Выводы по аналитическому обзору. Выбор материалов, постановка цели и задач исследования.

2.1. Выводы по аналитическому обзору.

2.2. Выбор материалов для исследования.

2.3. Цели и задачи исследования.

3. Механизм смазочного действия присадок мелкодисперсного графита с металлическим покрытием.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Оценка поверхностной энергии для присадки графита с металлическим покрытием.

3.2.1. Оценка поверхностной энергии двухкомпонентной дисперсной системы при раздельном введении компонентов.

3.2.2. Оценка поверхностной энергии композитной дисперсной системы (частицы с покрытием).

3.2.3. Оценочный расчет.

3.3. Выводы из теоретической модели.

4. Получение порошков с покрытиями.

4.1. Нанесение покрытия на порошок.

4.2. Расчет средней толщины покрытия.

5. Исследование порошков присадок.

6. Триботехнические испытания смазочных композиций с порошковыми присадками.

6.1. Методики триботехнических испытаний смазочных материалов.

6.1.1. Измерения коэффициента трения.

6.1.2. Измерения интенсивности изнашивания.

6.1.3. Измерения микротвердости поверхностей трения.

6.2. Результаты триботехнических испытаний.

6.3. Исследование поверхностей трения.

Современное развитие трибологии происходит по многим направлениям триботехнического материаловедения, при этом большинство работ, как и прежде, посвящено новым смазочным материалам (СМ) [85, 88, 117]. СМ играют важную роль для обеспечения безаварийной и длительной работы узлов трения в различных машинах и механизмах. Основное значение этих материалов и композиций - снижение трения и износа, обеспечение долговечности деталей машин.

При жестких режимах эксплуатации эффективность действия поверхностно активных веществ (ПАВ), содержащихся в пластичных смазочных материалах (ПСМ) на мыльных загустителях, низка, и в этих случаях три-ботехнические свойства СМ могут быть улучшены нанесением твердосма-зочных покрытий [55], введением противоизносных и противозадирных присадок, а также высокодисперсных активных наполнителей [1, 128, 143]. Для улучшения триботехнических свойств ПСМ используют порошкообразные активные наполнители: графит, дисульфид молибдена [43, 43, 111, 120], порошки полимеров, металлов и сплавов, а также оксиды металлов и ряд других неметаллических материалов. Влияние активных наполнителей на структуру и свойства смазок определяется в первую очередь характером их взаимодействия с поверхностями трения, а также параметрами их совместимости с загустителями дисперсионной средой и другими компонентами ПСМ.

Большое значение для обеспечения триботехнической эффективности СМ имеют природа, структура, концентрация и дисперсность наполнителей. Важным резервом эффективности этих добавок является их предварительное модифицирование. Использованию наполнителей в смазках обычно предшествует их обработка (процессы диспергирования, фракционирования, очистки и активации), что, наряду с другими факторами, может существенно влиять на триботехнические свойства. Эффективность наполнителей, в частности, определяется поверхностными явлениями, возникающими на границе раздела фаз. С уменьшением размера частиц увеличивается удельная поверхность и соответственно возрастает роль поверхностных явлений и связанная с ними активность добавок.

Действие наполнителей лучше проявляется в ПСМ, приготовленных на маловязких маслах или с малым содержанием загустителя. Увеличение вязкости дисперсионной среды и повышение массовой доли загустителя понижают восприимчивость смазок к наполнителям, что обусловлено ухудшением подвижности частиц в объеме смазки. Это создает менее благоприятные условия для поступления частиц наполнителя к поверхностям трения и формирования прочной смазочной пленки [1]. Мало изученным является вопрос о том, каким образом активные твердосмазочные наполнители влияют на формирование граничного смазочного слоя [18, 117].

Улучшение противоизносных и антифрикционных свойств ПСМ может быть достигнуто введением добавок неметаллической природы [1, 41, 78, 79, 162]. Большое число работ в последние годы посвящены использованию так называемых «геомодификаторов», представляющих собой мелкодисперсные порошки силикатов и других соединений [42, 104 и др.]. Существует направление по исследованию в составе ПСМ трибополимерооб-разующих компонентов [124], интересны недавние работы по применению в качестве твердосмазочных компонентов масел и ПСМ порошков гетероциклических соединений типа производных фталоцианина [13].

Из работ ряда авторов [1, 99] видно, что перспективным является введения в СМ металлоплакирующих наполнителей [99, 101, 140] Такие способы модификации смазочных материалов, помимо положительных результатов, имеют и недостатки: повышение окисляемости смазки при введении ряда наполнителей. Кроме того, слой мягкого металла, образующийся на поверхности трения, не образует соединений с основным металлом, и может разрушаться.

Следует отметить недостаточную к настоящему времени теоретическую проработанность вопросов о физико-химических механизмах действия твердосмазочных присадок и наполнителей, о роли их химической природы и свойств. Так, часто указывают на важную роль дисперсности компонентов [132]. Важным является вопрос об особенностях работы твердых порошковых присадок в составе ПСМ [84, 128, 159].

Общая характеристика работы

Актуальность

Одним из наиболее экономически выгодных путей повышения долговечности и надежности является улучшение качества смазочных материалов, в первую очередь улучшение их противоизносных и антифрикционных свойств. Это может быть достигнуто введением в смазки специальных высокоэффективных добавок [142]. Хороший результат демонстрируют в ПСМ порошковые присадки твердосмазочных веществ. Большинство из них хорошо совмещаются с базовой основой и другими присадками и наполнителями, что дает возможность широко варьировать их состав и свойства. Чаще всего используют вещества слоистого («анизодесмического») строения — графит, дисульфид молибдена (молибденит), сульфид серебра, пористый свинец. Иногда в качестве порошковых добавок используют «металлоплакирующие» наполнители ( «реметаллизанты») [32, 99, 101].

В настоящей работе предложено расширить диапазон применения твердосмазочных трибоактивных компонентов ПСМ путем использования композитных порошков (частицы с покрытиями). При помощи этого метода триботехническая эффективность ПСМ может быть повышена за счет изменения внутренней энергии сложной полидисперсной системы. Этот имеет практическое и теоретическое значение для разработки и использования новых эффективных ПСМ. Механизм действия многокомпонентных твердосмазочных присадок к ПСМ мало изучен, нет данных, обосновывающих применение порошков с покрытиями.

Настоящая работа является продолжением исследований Кафедры механики ИГХТУ в области разработки новых компонентов ПСМ. Работа выполнялась в рамках тематического плана научно-исследовательских работ ИГХТУ на 2006-2010 г.г.

Цель и задачи

Целью настоящего диссертационного исследования является повышение триботехнических характеристик пластичных смазочных материалов за счет введения твердых присадок композитного состава. В рамках названной цели предполагалось решить следующие задачи.

1. Разработать теоретическую концепцию и математическую модель, описывающую механизм действия композитных порошков в качестве трибоактивных присадок.

2. Выявить зависимость между химическим составом, концентрацией и триботехническими параметрами композиционных присадок различной природы.

3. Создать новые, эффективные присадки порошков в покрытиями.

Методы исследования

Задачи, поставленные в работе, решались теоретическими и экспериментальными методами. В теоретических исследованиях применены основные положения физикохимии поверхностей. Экспериментальные исследования выполнены в соответствии с известными методиками измерения трения, износа, предельной нагрузки схватывания. Новые типы покрытий порошков создавали с использованием химической технологии нанесения покрытий на неметаллические поверхности.

Частицы присадок исследовали методами оптической и электронной микроскопии, электронографии. Для оценки гранулометрического состава порошков применяли соответствующие методы математической статистики. Исследование поверхностей трения производили методами оптической микроскопии, профилометрии и путем измерения микротвердости. Экспериментальные зависимости обрабатывали с использованием регрессионного анализа.

Автор защищает

1. Теоретическую концепцию, объясняющую эффективность композиционных (покрытых) порошковых твердосмазочных присадок избытком поверхностной энергии полидисперсной системы.

2. Математическую модель и методику расчета избытка поверхностной энергии композитной присадки по сравнению с раздельным введением компонентов.

3. Новые составы композитных порошковых присадок.

4. Количественные зависимости, связывающие состав и концентрацию композиционных присадок в ПСМ с их триботехническими характеристиками.

Научная новизна работы заключается в:

1. разработке теоретических положений, обосновывающих применение в смазочных материалах композиционных (покрытых) порошковых твердосмазочных присадок;

2. получении количественных закономерностей триботехнической эффективности композиционных твердосмазочных присадок;

Практическая полезность

Разработана лабораторная технология получения композитных твердосмазочных присадок, получены оптимизированные модельные составы ПСМ повышенной триботехнической эффективности. Техническая информация о разработанных новых твердосмазочных порошковых композитах передана в ООО «ТЕХНОЛОГИЯ» при ИГХТУ для организации малотоннажного производства. На способ получения графитового порошка с двухслойным покрытием авторским коллективом при участии автора диссертации была подана заявка на получение патента (Заявка № 2008121021/04(024901), приоритет от 26.05.2008).

Результаты диссертации используются в учебном процессе кафедры «Механика» ИГХТУ при чтении курса «Триботехника», выполнении студентами лабораторных, курсовых и дипломных работ.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были представлены на следующих научных конференциях, симпозиумах, семинарах Междунар. научно-методич. конф. Иваново, ИГСХА, 2007 г.; Научно-практической научной конференции по трибологии. Иваново, ИвГУ, 2008 г.; Научно-практической научной конференции ИГСХА, Иваново, 2008 г.; VIII Междунар. научн. конф. «Трибология и надежность» С-Петербург, 23-25 окт. 2008 г.; заседании научно-технического совета ИГХТУ, май 2008 г.; научном семинаре Ивановского Института государственной противопожарной службы МЧС РФ, январь 2009 г.; Научном семинаре НИИ наноматериалов Ивановского государственного университета, февраль 2009 г.; Городском семинаре по механике Института проблем машиноведения РАН, С.Петербург, март 2009 г.; Региональной научно-техн. конф. «Материаловедение и надежность триботехнических систем», Иваново, апрель 2009 г.; ежегодных научных конференциях преподавателей и сотрудников кафедры «Механика» ИГХТУ, 2006-09 гг.

Публикации по теме диссертации

Основные положения диссертации опубликованы в 12 работах с участием автора общим объемом 3,9 п.л., из них авторских 2,1 п.л. В том числе 9 статей (одна из них (поз. 3) в ведущем журнале по списку ВАК РФ), 1 доклад в материалах международной научной конференции и 2 тезисов выступлений.

1. Хуссейн Х.А., Зарубин В.П. Триботехнические свойства пластичных смазок, наполненных твердыми смазочными материалами // Тез. докл. Междунар. научно-методич. конф. Иваново, ИГСХА, 2007 г. С. 157-158.

2. Хуссейн Х.А., Мельников В.Г. Исследование триботехнических свойств наполненных порошками твердых смазок // Современные наукоемкие технологии. Журнал регионального отд. РАЕН, Иваново, ИГХТУ, 2007 г. № 4. С. 62-67.

3. Хуссейн Х.А., Мельников В.Г. Исследование влияния порошков твердых смазочных материалов и модифицирования их поверхности на триботехнические свойства наполненных смазочных композиций //Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2008. № 6. С. 18-22.

4. Хуссейн Х.А., Мельников В.Г. Исследование антифрикционных свойств пластичных смазочных материалов, наполненных порошками твердых смазок // Физика, химия и механика трибосистем. Иваново, ИвГУ, 2007. № 6. С. 48-50.

5. Хуссейн Х.А., Зарубин В.П. Исследование триботехнических свойств смазочных композиции, наполненных порошками твердых смазок // Тез. докл. Научно-практич. конф. Иваново, ИвГУ, 2008 г. С. 83-84.

6. Хуссейн Х.А., Зарубин В.П. Исследование влияния порошков твердых смазочных материалов на триботехнические свойства пластичных смазок // Мат-лы научно-практич. конф. Иваново, 2008. С. 205— 208.

7. Хуссейн Х.А., Годлевский В.А., Замятина Н.И., Зарубин В.П. Исследование триботехнических свойств смазочных композиций, наполненных порошком металлизированного графита // Трибология и надежность. Сб. научн. трудов VIII Междунар. конф. СПб: С-Пб. гос. ун-т путей сообщения. 2008. С. 66—72.

8. Хуссейн Х.А., Годлевский В.А., Волков А.В. Механизм смазочного действия присадок мелкодисперсного графита с модифицированной поверхностью частиц // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2009. Т. 52, Вып. 1. С. 115-118.

9. Годлевский В.А., Богомолов М.В., Моисеев Ю.Н., Манерцев А.А., Хуссейн Х.А. Предпосылки разработки новых спеченных подшипниковых смазочных материалов для узлов трения пожарно-техничес— кого и аварийно-спасательного оборудования // Вестник Ивановского института ГПС МЧС России. 2008. № 2. С. 38-42.

Ю.Волков А.В., Годлевский В.А., Замятина Н.И., Хуссейн Х.А. Композитные присадки твердосмазочного действия // Физико-химическая механика процесса трения. Иваново, изд.-во ИвГУ, 2008. С. 118- 121.

11.Хуссейн Х.А., Волков А.В., Годлевский В.А., Киселев Б.Р. Расчет свободной поверхностной энергии порошка металлизированного графита, применяемого в качестве трибоактивной присадки к пластичным смазочным материалам // Сб. докладов Региональной науч-но-техн. конф. «Материаловедение и надежность триботехнических систем», Иваново, 10 апреля 2009 г., Изд. ИГХТУ. С. 22-25.

12. Решение патентной экспертизы о выдаче патента РФ по заявке № 2008121021/04(024901). Смазочная композиция. Авторы: Хуссейн Х.А., Замятина Н.И., Зарубин В.П. Приоритет от 28.07.2008.

Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных литературных источников из 163 наименований. Работа изложена на 156 е., содержит 46 рисунков и 8 таблиц.

Данные выводы по теоретическому разделу работы способствовали постановке задачи эксперимента по созданию одно-и двухслойных покрытых частиц и их триботехнических испытаний при различных режимах трения.

Островковое покрытие

Субстрат

4. Получение порошков с покрытиями

4.1. Нанесение покрытия на порошок

Получение порошков активных наполнителей (присадок) с покрытием должно, по нашему мнению, расширить возможности вариации свойств антифрикционных порошков различного функционального назначения, способствуя, в частности эффекту плакирования и модификации поверхностей трения. ПСМ с металлическими наполнителями известны наиболее широко [31, 67, 99]. Металлизированные частицы ТСМ представляют собой слоистые композиционные материалы, свойства которых зависят от механических свойств твердых смазок, способа и режима размола, подготовки поверхности перед металлизацией, от способа металлизации и от свойств металлического покрытия (его толщины, свойства и структуры). В рамках настоящей работы была предпринята попытка использования в триботехнических целях сложнокомпозиционной дисперсии, представляющей собой порошок графита, на поверхность которого были нанесены последовательно два слоя: внутренний из бронзы и внешний — из олова .

Существует несколько способов металлизации диэлектриков: химический, диффузионный, конденсационный, восстановление из газовой среды [81]. Наиболее применим к порошкообразным материалам, доступен в аппаратурном направлении и дает наилучший результат с точки зрения триботехнических свойств смазочных композиций метод химической металлизации. Под химической металлизацией подразумевают образование слоя металла в результате автокаталитической реакции, протекающей преимущественно на металлизируемой поверхности. При этом на поверхности

Разработка технологии и получение порошков данного типа было выполнено инж. Н.И. Замятиной под научным руководством проф. д.т.н.| В.Г. Мельникова. порошка ТСМ образуются слои химически чистых металлов, высоко активных в зоне трения.

Важным фактором успешного проведения химической металлизации твердых смазок наполнителя является хорошо развитая поверхность частиц порошка оптимальной дисперсности. Благодаря хорошо развитой поверхности частиц возможно осаждение металлов без использования драгоценных металлов (Ag, Pd), т.е. исключить из технологической схемы металлизации операции травления, сенсибилизации, активирования и промежуточных промывок. Это позволило осуществлять послойное осаждение меди и олова в одном реакторе, используя для инициирования реакции восстановления меди щелочной с триэтаноламином раствор двухвалентного олова (раствор 1).

Помимо известного процесса химического меднения, в нашей работе мы использовали для изготовления порошков процесс новый процесс «химического бронзирования» графита, который представляет собой процесс одновременного осаждения на поверхность графитового порошка меди и олова в таком процентном отношении, чтобы при химической поверхностной кристаллизации происходило образование слоя антифрикционной оловянистой бронзы. Процесс химического меднения осуществляли согласно [2], а бронзирования — согласно [3].

Осаждение меди происходило в реакторе, заполняемом рабочим электролитом и порошком графитового субстрата (использовали коллоидный графит марки С-2) при непрерывном перемешивании раствора электролита. По окончании реакции восстановления меди производилась «декантация» полностью осветленного раствора химического меднения, затем приливался раствор серной кислоты для нейтрализации щелочной реакции, затем — снова декантация.

В случае образования дополнительного слоя олова (двухслойное покрытие) после образования медного слоя в реактор приливали раствор химического лужения, обеспечивающее заданное процентное содержание металлического олова в покрытии. Время осаждения меди и олова не превышает 7-10 минут. Покрытие такого строения качественны, обладают хорошим оцеплением, а также отвечают правилу антифрикционности. Картина графитовой поверхности после химического осаждения на нее меди показана на рис. 4—1. Видны поверхностные островковые конгломераты медного покрытия на графите.

Рис. 4-1. Картина поверхности частицы графита С-2 после химического осаждения на нее меди (х 2500) при неполном покрытии поверхности. Видны поверхностные островковые конгломераты медного покрытия на графите.

Традиционно для получения бронзированных порошков известен способ, заключающийся в том, что на порошкообразные материалы сначала химически осаждают медь, а затем на омедненные порошки химически осаждают олово. Для получения омедненого порошка используется многостадийная технология, включающая сенсибилизацию в растворах солей олова и активирование в растворах азотнокислого серебре и многочисленные промежуточные промывки. Для получения бронзированного порошка на омедненные порошки химически осаждается олово из сернокислого раствора лужения с тиомочевинной. Техническими преимуществами рассматриваемого способа являются:

1. Исключение многостадийности в технологии.

2. Исключение дефицитного драгоценного металла из процесса меднения.

3. Снижение затрат на электроэнергию.

4. Сокращение количества сточных вод и средств на нейтрализацию и утилизацию растворов.

Преимуществом использованного нами способа является увеличение производительности труда за счет сокращения времени технологического цикла. Стадии каталитической обработки поверхности и химическое бронзирование проводят в одной и той же ванне путем начальной выдержки в течение 5-10 мни. при перемешивании в 0,05-0,1% растворе дидиандиами-на в изопропиловом спирте, в который затем последовательно вводит сначала раствор, содержащий:

Пентагидрат сернокислой меди, г 80 - 100.

Гидроокись натрия, г 100- 150.

Триэтаноламин, г 100 - 120.

Вода, л до 1.

Затем раствор, включающий:

Гидрат хлористого олова, г 50 — 80

Гидроокись натрия, г 100-150

Триэтаноламин, г 100 - 120

Вода, л до 1

Затем вводили 65 - 80 мл/л 37%-го раствора формалина и продолжали вести процесс до полного восстановления металлов из раствора. Выдержка порошка в растворе изопропилового спирта с дициандиамином менее 5 мин. приводит к неполному покрытию частиц порошка. Выдержка более 10 мин. технологически неселесообразна. Благодаря выбранному соотношению растворов 1 и 2, мы можем получать олово на порошке меди выделяется за счет контактной разности их потенциалов. Этому процессу способствует тиомочевина, в присутствии которой потенциал меди сдвигается в отрицательную сторону. Винная кислота повышает устойчивость раствора, который может сохраняться несколько месяцев.

По окончании процесса осаждения олова раствор с порошком отфильтровывали под вакуумом, тщательно промывали водой, а затем высушивали при температуре 100±5 °С. В результате получен порошок луженой меди с заданным содержанием олова. Тиомочевина и ионы хлора являются поверхностно-активными веществами, адсорбция которых на поверхности порошка меди существенно влияет на скорость осаждения и свойства получаемого осадкиииииииии. Для изучения закономерностей процесса покрытия частиц медного порошка заданным количеством олова за минимальное время были проведены предварительные эксперименты по осаждению его из указанной электролита и порошок омедненного графита.

При лужении омедненного порошка графита медь, находящаяся на частицах порошка, становится в электролите более отрицательной и переходит в раствор, вытесняя олово, которое выделяется на поверхности частиц порошка. При одинаковых условиях процесса содержание олова в порошке возрастает с повышением температуры. Обмен меди в порошке на олово заканчивается довольно быстро, причем при повышенных температурах (до 40°С) продолжительность процесса свыше 1 час приводит к переходу олова с поверхности порошка в раствор вследствие изменения электрохимических свойств системы.

Практически целесообразно время осаждения 10 мин. при температуре 40°С. Металлизация по предложенному способу позволила получить на неметаллических дисперсных частицах покрытия, удовлетворяющие всем требованиям, предъявляемым к таким материалам. Бронзовый сплав получали заданного состава в пределах 8-10% Sn.

Процесс осаждения олова на бронзированном графите был ГС-1 аналогичен процессу, проходящему на омедненном графите С-2. На способ получения описанного выше графитового порошка с двухслойным покрытием авторским коллективом при участии автора диссертации была подана патентная заявка (Заявка № 2008121021/04(024901), приоритет от 26.05.2008).

4.2. Расчет средней толщины покрытия

Исходя из теоретической концепции, представленной в разд. 3 настоящей работы, можно предположить, что не только химическая природа, но и толщина покрытия композитной присадки является важным фактором эффективности. Однако, прямые измерения толщины покрытия инструментальными методами весьма затруднены ввиду сложной формы частиц и малой толщины слоя по сравнению с действительным радиусом частиц. Если попытаться сделать снимок сечения частицы, например, путем приготовления шлифа, то, если и удастся выделить слой покрытия между субстратом и матрицей шлифа, то эту толщину нужно будет оценивать статистически путем обработки многих частиц. Неравномерность толщины или несплошность покрытия (см. напр. рис. 4-1) также осложняют достоверное измерение толщины осажденного слоя.

Впрочем, имеется другая возможность — оценивать покрытие по изменению плотности продукта. Но и этот путь реализовать трудно, поскольку ввиду высокой дисперсности системы насыпной вес порошка измерить с достаточной точностью не представляется возможным. В связи с этим было принято оценивать толщину получаемого на поверхности порошка покрытия путем расчета на основании отношения массовых количеств и плотностей компонентов, участвовавших в процессе формирования покрытия. При этом выдвигаются следующие допущения:

1) Частицы принимаются сферическими.

2) Получаемое покрытие полагаем равномерно распределенным на поверхности.

3) Положим, что реакция осаждения металла на поверхности субстрата протекает до конца, и весь содержащийся в реагенте металл в ходе этой операции переходит на поверхность субстрата.

Схема частицы, отвечающей таким допущениям, представлена на рис.

Для наработки покрытых металлом порошков графита нужно было определиться, какая толщина покрытия была бы необходимой для «технологической» партии порошка. Было бы удобным для целей наших экспериментов наносить покрытие некоторой стандартной толщины, которое получается при условии равенства масс субстрата и покрытия. Это условие можно записать в математической форме

4-2. 8 толщины покрытия

Рис. 4-2. Упрощенная схема для расчета

4-1) где — масса субстрата единичной частицы; т — масса покрытия. j V^ J

4-2) где R — радиус частицы без покрытия (форма частицы для упрощения полагается строго сферической); д — толщина покрытия; р\,рг — плотности материала субстрата и покрытия соответственно.

Выразим из формулы (4-2) отношение плотностей субстрата и покрытия

• (4-3) р2 R3 R

Введем обозначение 8/R = а. Тогда аъ + 3а2 + 3а =

8 + 3 2

R UJ U)

Рг

4-4)

Если речь идет о покрытии графита медью или неметалла металлом (например, покрытие дисульфида молибдена оловом), то справедливо неравенство рх< р2. Тогда можно зафиксировать, что — < 1 и — = а = 0,4.

Рг Рг а + За +3а = а .

4-5) сс

Так как а > 0, то а < — = 0,13, то есть отношение размеров покрытия и субстрата S/R< 0,13. Мы видим, что S « R, тогда для оценки 6 в уравнении (05) можно пренебречь кубическим и квадратичным членами полиноос ма по сравнению с а. Тогда За = а, откуда а = а/3 и 8 = —.

3 R

Погрешность принятого упрощения выражения (05) составит

У = аъ + а1 = 00,0022 + 3 ■ 0,01 = 0,05 . (4-6)

Тогда с учетом погрешности можно положить, что для нашей композитной системы, полученной из условия равенства масс субстрата и покрытия в композите, толщина покрытия составит

0,08i? <3 < 0,13/?(4-7) т.е. можно принять для приблизительной оценки соотношение = 0,105Л . (4-8)

С учетом проведенной нами оценки распределения размеров частиц графита С2 в состоянии поставки, где средний диаметр частиц (до трения) составляет с/sIOmkm, и, принимая значения плотностей рх— 3,51 г/см (графит), р2 - 8,93 г/см (медь), оценим величину 3. g ~ 0.01-3.51 ^ Q qqj мм . (4-9)

3-8.93

Таким образом, средняя толщина нашего «стандартного» медного покрытия графитовых частиц, наносимого из условия равенства масс субстрата и нанесенного слоя, примерно на порядок меньше, чем величина среднего радиуса частиц графита. Разумеется, при необходимости нанесения более тонких или более толстых слоев, можно при проведении процесса покрытия увеличивать или уменьшать массовую долю металлического реагента и, соответственно, вводить поправки в выражение (4—3). Таким же образом можно вносить коррективы в случае, когда компоненты имеют другую химическую природу и, соответственно, другие плотности.

Подчеркнем, что для упрощения геометрических расчетов мы полагали, что частицы графита имеют форму сферы. Однако, фактически их форма более сложна (это видно, например, на полученных нами электронных фотоснимках). Оценить реальную удельную поверхность частиц в эксперименте (например, по методу БЭТ) достаточно сложно, поэтому данном аспекте для учета степени развитости поверхности дисперсии мы сочли достаточным использовать литературные данные по данной марке используемого нами графита и приняли syd =20 м /г [47].

При переходе от однослойного покрытия к двухслойному возникает вопрос о том, как рассчитывать толщину каждого компонента слоя покрытия. Для нашего случая, когда мы создавали двухслойные покрытия типа медь + олово или бронза + олово, различия в плотностях металлов покры

3 3 тия относительно невелики (плотность меди 8,9 г/см , а олова —

7,8 г/см ), тогда можно в формуле (4-4) применять приведенную плотность покрытия

4-Ю) где р — приведенная плотность двухслойного покрытия; р\2 и р2г плотности первого и второго слоя покрытия соответственно.

5. Исследование порошков присадок

Для использования в качестве трибоактивных присадок использовали порошок электротехнического коллоидного графита марки С-2 в состоянии поставки и медный порошок, получаемый методом катодного осаждения. Указанная марка коллоидного графита использовалась как при раздельном введении твердых присадок, так и в качестве субстрата для нанесения металлического покрытия. Геометрическое строение типичных частиц графита и меди показано на рис. 5-1 а, б. Снимки получены на растровом электронном микроскопе РЭМ-200.

10 мкм

I-1

Рис. 5-1. Частицы коллоидного графита С-2 (а) и электролитической порошковой меди (б)

Рис. 5-2. Внешний вид порошков с покрытиями: 1 —электролитический медный порошок; 2,3,4 — бронзированный графит с разным содержанием олова; 5,6 — двухслойное покрытие «медь+олово»; 7,8 — двухслойное покрытие «бронза+олово»

Можно видеть, что частицы имеют неправильную геометрическую форму, имеют существенный разброс поперечного размера. Форма частиц графита сглаженная, а частицы меди имеют вид дендритных кристаллов, сформированных при катодном осаждении. Общий вид порошков с гораздо меньшим увеличением можно видеть на микроскопических снимках (рис. 5-2).

На электронном просвечивающем микроскопе ЭВЛ-100 были получены электронограммы частиц присадок. Фокусное расстояние составляло L = 803 мм, ускоряющее напряжение пучка электронов — 75 кВ. В качестве эталонного образца использовали порошкЬ А12Оз и TiCl. Так, исследовали исходное вещество присадки — коллоидный графит и влияние покрытий различной природы на дифракционную картину электронограммы (рис. 5—3). Данные электронографического анализа, характеризующие структуру дисперсных частиц присадки, показаны в табл. 5-1.

Тут можно видеть структурные различия поверхностных слоев порошков, имеющих разные покрытия. Для определения состава: измерялись диаметры колец на полученных электронограммах; по калибровочному графику вычислялись соответствующие величины отношений межплоскостного расстояния к порядку отражения и сопоставлялись со справочными данными. Коллоидный графит в значительной мере аморфизирован, что проявляется в размытости дифракционных колец и рефлексов, тогда как нанесение на частицы металлического покрытия ведет к поверхностной кристаллизации и явно выраженной кристаллической картине дифракции.

Электронномикроскопические снимки дисперсий порошков присадок обрабатывались с целью получения распределения частиц по размерам. Примеры электронных снимков, полученных методом напыления дисперсий из суспензии на углеродную подложку, показаны на рис. f ' ' » »

Рис. 5-3. Электронограммы частиц порошков без покрытия и с покрытиями: а) эталон АЬОз; Ь) коллоидный графит С-2; с) графит + бронза; d) Графит + медь; е) Графит + бронза + олово; J) Графит + медь + олово

Рис. 5-4. Электро но граммы эталона (Т1С1) и порошка электролитической меди.

1. Авт. свид. 1086009 СССР. Антифрикционная присадка для минеральных масел / Латышев В.Н., Усольцева Н.В., Годлевский В.А. и др.; опубл. 1983, Бюл. № 14. 3 с.

2. Авт. свид. 1184293 Способ химического меднения высокодисперсных материалов / Юдина Т.Ф., Уварова Г.А., Фиалков А.С. и др. Заявл. 5.01.84. Не публикуемое.

3. Авт. свид. 1282571. Способ химической металлизации порошковых неметаллических материалов / Юдина Т.Ф., Замятина Н.И., Широкова П.М. и др. Заявл. 28.01.85. Непубликуемое.

4. Авт. свид. СССР № 1150947 Смазка «прогресс-1» для механической обработки металлов, приоритет от 13.12.83 Латышев В.Н., Коротков В.Б., Марков В.В. Непубликуемое

5. Афанасьев, И.Д. Производство и улучшение качества пластичных смазок. Ч. 1. / И. Д. Афанасьев. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1970. С. 35.

6. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физмат-гиз, 1963. 472 с.

7. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии. М.: Машиностроение, 1986. 360 с.

8. Бакуль, В.Н. Порошки и пасты из синтетических алмазов и их применение / В.Н. Бакуль // Машиностроитель. 1984. № 10. С. 3-8.

9. Беляев, С.А. Трение и изнашивание при использовании УДП-присадки меди в смазке / С.А. Беляев, С.Ю. Тарасов, А.В. Колубаев, С. А. Ларионов. Томск: Институт физики прочности и материаловедения СО РАН // Интернет-журнал www.tribo.ru.

10. Белый В.А. Роль структуры поверхностных слоев в процессе внешнего трения полимерных материалов. Минск: Наука и техника, 1989.

11. Бердичевский, Е.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: справочник / Е.Г. Бердичевский М.: Машиностроение, 1984. 224 с.

12. Березина Е.В. Производные фталоцианина как присадки к смазочным композициям / Е.В. Березина. Иваново. Ивановский гос. ун-т, 2007. 240 с.

13. Биллит М. Индустриальные смазочные материалы. М.: Машиностроение, 1982. 133 с.

14. Бондаренко С.Е., Какоткин В.Н., Балабин В.Н. Синтезатор металлов Форсан // www.mexina.ru

15. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел / Под ред. И.В. Крагельского. М.: Машиностоение, 1968. 542 с.

16. Брейтуэйт, Е.Р. Твердые смазочные материалы и антифрикционные покрытия / Е.Р. Брейтуэйт. Пер. с англ. под ред. Синицына В.В. М.: Мир, 1967. 320 с.

17. Буяновский И.А., Фукс И.Г., Шабалина Т.Н. Граничная смазка: этапы развития трибологии. М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. 230 с.

18. Вайнштейн, В.Э. Сухие смазки и самосмазывающиеся материалы / В.Э. Вайнштейн, Г.И. Трояновская. М.: Машиностроение, 1968. 216 с.

19. Вайншток В.В. Состав и свойства пластичных смазок / В.В. Вайншток, И.Г. Фукс, Ю.Н. Шехтер, Ю.Л. Ищук. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1970. 136 с.

20. Васильев, Ю.Н. Природа смазочной способности графита / Ю.Н. Васильев // Трение и износ. 1983. Т. 4. № 3. С. 483—491.

21. Вейлер С .Я., Лихтман В.И. Действие смазок при обработке давлением. Изд-во АН СССР, 1960. - 232 с.

22. Великовский, Д.С. Консистентные смазки / Д.С. Великовский. — М.: Гостоптехиздат, 1945. 256 с.

23. Великовский, Д.С. Консистентные смазки / Д.С. Великовский, В.Н. Поддубный, В.В. Вайншток, Б.Д. Готовкин. М.: Химия, 1966. 256 с.

24. Венцель С.В. Смазка и долговечность двигателей внутреннего сгорания. Киев: Техника, 1977. 207 с.

25. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Шрайбер Г.К. Ударно-абразивный износ буровых долот. М.: Недра, 1975. 167 с.

26. Виноградов, Г.В. Исследование в области реологии консистентных смазок. Автореферат дисс. . канд. техн. наук / Виноградов Г.В. Киев, 1980. 24 с.

27. Вишневский, В.К. Теплоотдача и сопротивление тел, обтекаемых аномально вязкими жидкостями с постоянными теплофизическими свойствами. Автореф. дисс. . канд. техн. наук / Вишневский В.К. Киев, 1980. 24 с.

28. Ганз С.Н., Пархоменко В.Д. Антифрикционные химически стойкие материалы в машиностроении. М.: Машиностроение, 1965. 148 с.

29. Гаркунов, Д. Н. Триботехника / Д.Н. Гаркунов. М.: Машиностроение, 1985. 276 е.

30. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1999. 336 с.

31. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность). М.: Изд-во МСХА, 2001. 616 с.

32. Гаркунов Д.Н. Триботехника (конструирование, изготовление и эксплуатация машин): Учебник. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МСХА . 2002. 632 с.

33. Годлевский В.А., Латышев В.Н., Молодцов A.M. Испытания пластичных смазок на операциях сверления коррозионно-стойкой стали // Вестник машиностроения, 1997. № 12. С. 40-42.

34. Груднев, А.П. Трение и смазки при обработке металлов давлением: справочник / А.П. Груднев, Ю.В. Зильберг, В.Т. Тилик. М.: Металлургия, 1982. С. 18-46.

35. Денисова Н.Е., Гаркунов Д.Н. Теоретическое обоснование количественного выбора наполнителя антифрикционного металла в металло-плакирующей смазке // Долговечность трущихся деталей машин. 1990. Вып. 4. С. 160-169.

36. Дорфман, А.Ш. Теплообмен при обтекании неизотермических тел / А.Ш. Дорфман. М.: Машиностроение, 1982. 192 с.

37. Дроздов, Ю.Н. Трение и износ в экстремальных условиях / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков. М.: Машиностроение, 1986. 223 с.

38. Дякин С.И. Опыт повышения надежности и ресурса узлов трения с использованием металлоплакирующих смазочных материалов // Эффект безызносности и триботехнологии. 1994. № 3-4. С. 3-9.

39. Евдокимов, И.Н. Исследование природы противоизносного действия металлосодержащих присадок к смазочным материалам / И.Н. Евдокимов, Н. Ю. Елисеев, В.Ф. Пичугин, Р.З. Сюняев // Трение и износ. 1989. Т. 10. №4. С. 699-705.

40. Зарубин В.П. Разработка и исследование триботехнических свойств смазочных материалов, наполненных порошками геомодификаторов трения. Дисс. . канд. технич. наук. Иваново, 2007. 146 с.

41. Зуев А.А. Антифрикционные и противоизносные характеристики твердосмазочных композиций из дисульфида молибдена и селена // Трение и износ, 1992. Т. 13, №4. С. 746-748.

42. Истомин, Н.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторполимеров / Н.П. Истомин, А.П. Семенов. М.: Наука, 1981. 145 с.

43. Ищук, Ю. JI. Пластичные смазки. Т. 1. Трение, изнашивание и смазка / Ю. JT. Ищук. М.: Машиностроение, 1978. С. 270-282.

44. Ищук, Ю.Л. Пластичные смазки // Топлива, смазочные материалы, технологические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник / под ред. В. М. Школьникова. М.: Химия, 1989. 431 с.

45. Ищук, Ю.Л. Технология пластичных смазок / Ю.Л. Ищук. Киев: Нау-кова Думка, 1986. 134 с.

46. Калинин А.А., Замятина Н.И. Заводская лаборатория, 1986. №4. С. 6467.

47. Калинин А.А., Мельников В.Г., Барныков А.Ф. Применение наполнителей пластичных смазок для повышения долговечности и надежности узлов трения текстильных производств // Тез. докл. Областной на-учно-техн. конф-и. Иваново, 1986. С. 17.

48. Калинин А.А., Мельников В.Г., Замятина Н.И. Консистентная смазка с высокими противоизносными и противозадирными свойствами // Информ. листок Ивановского ЦНТИ. № 84-3. Иваново, 1984. 3 с.

49. Калинин А.А., Мельников В.Г., Замятина Н.И., Кононенко Б.К. Применение наполнителей пластичных смазок для повышения ресурса узлов трения // Трение и износ деталей машин и инструмента. Тез. докл Обл. научно-техн. конф. Иваново. 1986. С. 13-14.

50. Калинин А.А., Мельников В.Г., Колобов Ю.М. Ускоренные испытания на износ методом искусственных баз // Заводская лаборатория, 1984. №2. С. 78-80.

51. Кащеев В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.: Машиностроение, 1978. 215 с.

52. Кламанн Д. Смазки и родственные продукты: справочник / Перев. под ред. Заславского Ю. С. М.: Химия, 1988. 486 с.

53. Ковалев Е.П., Игнатьев М.Б., Семенов А.П. и др. Твердосмазочные покрытия для машин и механизмов, работающих в экстремальных условиях (обзор) // Трение и износ. 2004. Т. 25. № 3. С. 316-331.

54. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970. 395 с.

55. Кравчик, К. Трибологическая идентификация самоорганизации при трении со смазкой. Дисс. . докт. техн. наук / Кравчик К. Ростов-на-Дону, 2000. 282 с.

56. Кравчик, К. Попытка выявления самоорганизации динамических структур смазочной среды в зоне трения с использованием идеализированных моделей. — http://www.dstu.edu.ru 2006.

57. Крагельский И.В., Непомнящий Е.Ф., Харач Г.М. Усталостный механизм и краткая методика аналитической оценки величины износа поверхностей трения при скольжении. М.: Наука, 1967. С. 19-28.

58. Крагельский И.В., Алисин В.В. Расчетный метод оценки трения и износа эффективный путь повышения надежности и долговечности машин. М.: Знание, 1976. 55 с.

59. Крагельский И.В. Новые аспекты науки о трении и износе // Физико-химическая механика контактного взаимодействия и фреттинг-коррозия. Киев: Книга, 1973. С. 3-4.

60. Крагельский И.В., Виноградова И.Э. Коэффициенты трения. М.: Машгиз, 1962. 220 с.

61. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

62. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

63. Кужаров, А.С. Свойства и применение металлоплакирующих смазок / А.С. Кужаров, Н.Ю. Онищук. М., 1985. 180 с.

64. Кужаров, А.С. Влияние медьсодержащих добавок на триботехнические свойства пластичной смазки ЦИАТИМ-201 /А.С. Кужаров, О.В. Фисенко // Трение и износ, 1992, Т. 13, № 2. С. 317-323.

65. Кужаров А.С., Фисенко О.В. Влияние медьсодержащих добавок на триботехнические свойства пластичной смазки Циатим-201 / // Трение и износ, 1992. Т. 13. № 2. С. 317-323.

66. Кужаров, А. С. / А. С. Кужаров, В. В. Чуваев, Б. В. Меринов // Трение и износ. 1987. Т.8. № 5. С. 851-861.

67. Кужаров А.С., Онищук Н.Ю. Свойства и применение металлоплаки-рующих смазок. Тематический обзор //ЦНИИ информации и технико-экономических исследований Нефтехимпром. 1985. 58 с.

68. Куликов Д.В., Мекалова Н.В., Закирничная М.М. Физическая природа разрушений / Под общ. ред. проф. И.Р. Кузеева // Электр, ресурс. http://rusnauka.narod.ru/lib/phisic/destroy/ Уфа. 1999.

69. Курнаков А.С. Физико-химические основы смазочного действия в режиме избирательного переноса // Эффект безызносности и триботех-нологии. 1992. № 2. С. 3-14.

70. Лазюк Ю.Н. Влияние поверхностно-активных СОТС на механическую обработку кремния и арсенида галлия. / Дисс. . канд. хим. наук, М., 1985. 165 с.

71. Латышев, В.Н. Повышение эффективности СОЖ / В. Н. Латышев. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985. 65 с.

72. Левкина, Н.К. Анализ и обобщение отечественных и зарубежных патентных и литературных материалов по высокотемпературным пластическим смазкам / Н.К. Левкина и др. М., 1987. 122 с.

73. Логинов А.Р. Метод оценки характеристик фрикционной усталости материалов // Исследования по триботехнике. М.: НИИМАШ, 1975. С. 217-225.

74. Маньковский, Н.К. Монооксистеариновые кислоты сырье для высококачественных пластичных смазок / Н.К. Маньковский, А.К. Маска-ев, Б.И. Краснова. Киев: Наукова Думка, 1971. 93 с.

75. Матвеевский P.M., Мельников В.Г., Калинин А.А., Замятина Н.И. Исследование свойств консистентных смазок с присадками металлических и неметаллических порошков // Смазка при трении и резании металлов. Иваново. ИвГУ, 1986. с. 45-50.

76. Машков Ю.К., Овчар З.Н., Суриков В.И., Калистратова Е.Ф. Композиционные материалы на основе политетрафторэтилена. Структурная модификация. М. Машиностроение, 2005. 240 с.

77. Машков Ю.К., Овчар З.Н., Байбарацкая М.Ю., Мамаев О.А. Полимерные композиционные материалы в триботехнике. М.: Недра, 2004. 262 с.

78. Мельников В.Г., Калинин А.А. Новая пластичная смазка с высокими противоизносными и противозадирными свойствами. Отчет по НИР. ИХТИ, 1986. 16 с.

79. Мельников П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении. М.: Машиностроение. 1979. 296 с.

80. Мельниченко, И.М. О взаимодействии наполнителей закисью меди пластичной смазки с поверхностями твердых тел при трении / И.М. Мельниченко, А. П. Грибайло // Трение и износ. 1980. Т. 1. № 5. С. 911-914.

81. Михалев, В.А. Материалы 16-й конференции по химии и технологии органических соединений, серы и сернистых нефтей. Рига, 1984. 398 с.

82. Молодцов A.M. Исследование механизма действия и разработка химического состава СОТС разового применения: Дисс. . канд. техн. наук / Молодцов A.M. Иваново, 1996. 157 с.

83. Мур Д. Основы и применения трибоники / Перев. с англ. М.: Мир, 1978. 488 с.

84. Назаренко, Т.И. Исследование смазочных свойств масел с добавками медьсодержащих соединений / Т.И. Назаренко, Н.Н. Лознецова, Г.Г. Щеголев, Ю.П. Торопов // Трение и износ. 1992. Т.13. № 2. С. 324327.

85. Окисление металлов. Справочник. / Пер с франц. под ред. Г.С. Викторовича. М.: Изд-во Металлургия, 1968. 498 с.

86. Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учебник для технич. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше и др. М.: Машиностроение, 2001. 664 с.

87. Павлов, В.П. Механические свойства консистентных смазок и рациональное применение их на тканях. Автореф. дис. . докт. техн. наук / Павлов В. П. Москва, Воен. Акад. БТВ, 1962. 58 с.

88. Патент № 2006708 (РФ) МПК5 F16 СЗЗ/14. Способ формирования сер-вовитной пленки на трущихся поверхностях / Яковлев Г.М.; заявитель и патентообладатель Яковлев Г.М. 92016184/27; заявл. 22.12.92; опубл. 30.01.94. Бюл. № 2.

89. Патент № 20201684 (РФ) МПК6 F16 СЗЗ/14. Способ формирования сервовитной пленки на контактируемых и трущихся поверхностях / Яковлев Г.М.; заявитель и патентообладатель Яковлев Г.М. — 92016184/28; заявл. 22.12.92; опубл. 20.08.96. Бюл. № 34.

90. Патент № 2070220 (РФ) МКИ С ЮМ. Смазочная композиция. Опубл. в Б.И. 15.07.97. Бюл. №23.

91. Патент № 2210626 (РФ) МПК7 С23 С28/00. Способ формирования антифрикционных покрытий на металлических поверхностях пар трения / Холопов Ю.В., Лазарев С.Ю.: заявитель и патентообладатель Холопов Ю.В. № 2002102848; заявл. 31.01.02.; опубл. 20.08.03. № 31.

92. Патент № 2247767 (РФ) МПК7 А16 СЗЗ/14 Твердосмазочная композиция и способ формирования покрытия на трушщихся посерхностях с ее использованием / Павлов К.А., Волков В.Г., Волков С.В. № 20021311140/04; заявл. 20.11.02; опубл. 10.03.05. Бюл. № 11.

93. Погодаев JI.И. Влияние добавок тонко дисперсных металлических порошков к пластичной смазке на работоспособность трибосопряжений / Л.И. Погодаев, В.Н. Кузьмин, Д.В. Третьяков. С.-Пб: ООО ВМПАВ-ТО.

94. Погодаев Л.И. Живой металл — "научная" сенсация века? // Электронный журнал «Трение и износ». 2002. www.tribo.ru.

95. Погодаев Л.И., Кузьмин В.И., Дудко П.П. Повышение надежности трибосопряжений. С-Пб.: Академия транспорта Российской Федерации, 2001. 304 с.

96. Пономарев А.Н. ГТМ-технология, способ формирования износостойкого покрытия на трущихся поверхностях // Эффект безызносности и триботехнологии . 2003. № 1. С. 111-115.

97. Пружанский Л. Ю. Исследование методов испытаний на изнашивание. М: Наука, 1978. 116с.

98. Пустовой И.Ф. Влияние синтезатора «Форсан» на триботехнические свойства материалов при трении скольжения // Трибология и надежность. Труды VII Междунар. конф. СПб., 4-6 октября 2007. С. 79-87.

99. Самгина, В.В. Производство и улучшение качества пластичных смазок. Ч. 2. / В.В. Самгина и др. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1970. С. 105.

100. Сафонов, В.В. Наноструктурные материалы в качестве компонентов смазочных композиций / В.В. Сафонов, С.В. Сафонова, В.А. Александров, А.В. Кирилин, Э.К. Добринский. Саратов: ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ", ГНЦ ГНИИХТЭОС. 2006. 86 с.

101. Сафонов В.В. Александров В.А., Сафонов К.В., Азаров С.А. Влияние наноструктурных материалов на трибологические свойства моторного масла // Трибология и надежность. Труды VII Междунар. конф. СПб., 4-6 октября 2007. С. 33-39.

102. Семенов, А.П. К вопросу о механизме смазочного действия твердых антифрикционных материалов /А.П. Семенов, М.В. Ноженков // Трение и износ. 1984. Т.5. № 3. С. 408-415.

103. Семенов, А.П. О трении графитовых материалов при высоких температурах в вакууме и газовых средах / А.П. Семенов, В.В. Поздняков // Машиноведение. 1965. № 1. С. 91-103.

104. Сенатрев, А.Н. Особенности процесса изнашивания ПТФЭ и композита на его основе / А.Н. Сенатрев, В.В. Биран, В.В. Невзоров, В.Г. Сав-кин // Трение и износ. 1989. Т. 10. № 4. С. 604-609.

105. Сентюрихина Л.М., Опарина Е.М. Твердые дисульфидмолибденовые смазки. М., 1966. 322 с.

106. Синицын, В.В. Зарубежные пластичные (консистентные) смазки / В. В. Синицын. М.: Гостоптехиздат, 1963. 138 с.

107. Синицын В.В. Пластичные смазки в СССР. Ассортимент: Справочник. 2 изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1984. 192 с.

108. Синицын В.В. Подбор и применение пластичных смазок 2-е изд. Перераб. и доп. М.: Химия, 1974. 419 с.

109. Словарь-справочник по трению, износу и смазке. Киев: Наукова думка. 1979. 188с.

110. Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний: Справочник / P.M. Матвеевский, В.Л. Лаш-хи, И.А. Буяновский и др. М.: Машиностроение, 1989. 224 с.

111. Современная трибология: итоги и перспективы. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 480 с.

112. Созаев В.А. О связи поверхностного натяжения и поверхностной энергии в наночастицах металлических сплавов // Электр, ресурс, http ://www. cry s .ras.ru/nccg/REPORTS/sva2 1 .html

113. Справочник по триботехнике. В 3 т / Под ред. М. Хебды и А.В. Чичи-надзе. М.: Машиностроение, 1989.

114. Тарасов В.В., Слободина В.Ш., Грязев А.В., Лоханина С.Ю., Чуркин А.В. Исследование физико-химических свойств некоторых модификаторов минеральных масел // Вестник Удмуртского университета. Химия. 2007. № 8. С. 113-118.

115. Тесакова М.В. Электрохимическое осаждение, физико-химические свойства и практическое применение ультрадисперсных порошков меди и ее оксидов. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Иваново, 2008. 16 с.

116. Тесакова М.В., Парфенюк В.И., Годлевский В.А. Влияние добавок ультрадисперсных (наноразмерных) медьсодержащих порошков на трибологические свойства промышленных смазок // Электронная обработка материалов. 2008. № 6. С. 56-62.

117. Трение, изнашивание и смазка / Справочник под ред. И.В. Крагель-ского И.В., Алисина В.В. В 2-х Т. М.: Машиностроение, 1978-1979.

118. Трибополимеробразующие смазочные материалы / Справочник под ред. Заславского Ю.С. — М.: Наука, 1979. — 72 с.

119. Уилкинсон, У.Л. Неньютоновские жидкости / У.Л. Уилкинсон М.: Мир, 1974. 216 с.

120. Усольцева, Н.В. Поверхностное натяжение и межмолекулярное взаимодействие в водных системах красителей — производных комплекса фталоцианина / Н.В. Усольцева, В.В. Быкова, Е.В. Хомутова, Е.В. Березина. М., 1991. Деп. в ВИНИТИ. 1991. 112 с.

121. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; под ред. И.С. Григорьева, Е.С. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

122. Фомичев Д.С. Повышение эффективности процесса сверления и нарезания внутренней резьбы метчиками путем использования пластичных СОТС с трибоактивными присадками. Дисс. . канд. техн. наук. Иваново, 2006. 176 с.

123. Фройштетер, Г.Б. Реологические и теплофизические свойства пластичных смазок / Г.Б. Фройштетер, К.К. Трилиский, Ю.Л. Ищук, П.Н. Ступак. М.: Химия, 1980. 175 с.

124. Фукс, И.Г. Добавки к пластичным смазкам / И.Г. Фукс. М.: Химия, 1982. 247 с.

125. Фукс, И.Г. Коллоидная химия нефти и нефтепродуктов / И.Г. Фукс М.: Знание, 1984. 64 с.

126. Хайнике Г. Трибохимия / Пер. с англ. М.: Мир, 1987. 584 с.

127. Харитонов, В.В. Повышение износостойкости на основе избирательного переноса / В.В. Харитонов, Б.П. Батаев. М.: Машиностроение, 1977.215 с.

128. Хатнюк О. Хочу добавить // Интернет-газета «Бизнес» №41 (508) — www.buisiness.ua/authocratia/i508/al4072.

129. Худобин, Л.В. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке / Л. В. Худобин, Е. Г. Бердичевский. М.: Машиностроение, 1977. 222 с.

130. Центр новейших технологий. Композиция силикатно-керамическая — http://www.cnt-moscow.ru/kck

131. Цыпцин В.И., Стрельцов В.В. Исследование свойств сверхтонких порошков металлов, добавляемых в смазочные масла для реализации эффекта избирательного переноса при трении // Эффект безызносно-сти и триботехнологии. 1994. -№ 3-4. С. 39-47.

132. Чередниченко, Г.И. Физико-химические и теплофизические свойства смазочных материалов / Г.И. Чередниченко, Г.Б. Фройштетер, П.Н. Ступак. JL: Химия, 1986. 222 с.

133. Чуловская С. А. Электрохимическая кристаллизация и физико-химические свойства ультрадисперсных медьсодержащих порошков, полученных из водно-изопропанольных растворов электролитов. Дисс. . канд. хим. наук. Иваново. 2006. 109 с.

134. Шехоян, JI.C. Производство консистентных смазок / JI. С. Шехоян, JI. Г. Громова. М.: Гостоптехиздат, 1959. 312 с.

135. Шехтер, Ю.Н. Поверхностно-активные вещества из нефтяного сырья / Ю. Н. Шехтер, С. Э. Крейн. М.: Химия, 1971. 302 с.

136. Шигорин С.А. Повышение эффективности операций сверления и внутреннего резьбонарезания в углеродистой стали путем применения масляных СОТС с присадками гетероциклических соединений. Дис. канд. техн. наук. Иваново, 2003. 199 с.

137. Шолом В.Ю., Абрамов А.Н., Пузырьков Д.Ф. Влияние дисперсности графита на эффективность его применения в различных схемах испытаний // Трибология и надежность. Труды VI Междунар. конф. СПб., 4-6 октября 2006. С. 128-130.

138. Шпеньков, Т.П. Эффективность применения металлизированных смазочных композиций / Т.П. Шпеньков, Г.И. Бортник // Трение и смазка в машинах. Сб. тез. докл. Челябинск. 1983. С. 276—277.

139. Шульман, З.П. Магнитно-реологический эффект / З.П. Шульман, В.М. Кордонский. Минск: Наука и техника, 1980. 184 с.

140. Шульман, З.П. Конвективный тепло- и массоперенос реологически сложных жидкостей / З.П. Шульман. М.: Энергия, 1973. 351 с.

141. Щукин, В.К. Теплообмен и гидродинамики внутренних потоков в полях массовых сил / В.К. Щукин. М.: Машиностроение, 1980. 239 с.

142. Энерго- и ресурсосберегающая технология. Рекламный каталог корпорации ХАДО. Харьков, 2002. 72 с.

143. Ящерицын, П.И. Тонкие доводочные процессов обработки деталей машин и приборов / П.И. Ящерицын, А.Г. Зайцев, А.И. Барботько. Минск: Наука и техника, 1976. 328 с.

144. Braithwaite, E.R. Lubrication and Lubricants. Amsterdam, London, New York: Eisevier Publ. Co. 1967. 512 p.

145. Bryant, P.T. A study of mechanism of graphite friction and wear / P.T. Bryant, P.L. Gutshall, L.H. Taylor // Wear. 1964. V. 7. № 1. P. 118-128.

146. Campbell M.E., Thompson M.B. Lubrication Handbook, NASA, 1972. 500 P

147. Dunken H. Die Bedeutung tribochemischer Umsetzungen. Zwischen Additivs und Metallen bei Reibungs- und VerschleiBVorgangen. Z. Chem. 1973. № 11. S. 213.

148. Fitzsimmons, V.G. Phtalocyanine Lubricating Greases / V.G. Fitzsimmons, R.L. Merker, R.G. Singleterry //NLGI Spokesman. 1958. V. 22. P. 9-13.

149. Heinicke G., Hennig H.-P., Steinike U. Kristal und Technik. 1973. B. 8. S. 379.

150. Koglin В., Leschonski K., Alex W. Chem. Ing. Techn. 1974. V. 46. S. 984.

151. Kramarz, J. Badania zaleznosci miedzy wlasnosciami adsorpcyjnymi estryfikowanego Aerosilu 300 a wlasnosciami smarow na jego bazie /J. Kramarz, M. Chmura // Technika Smarownicza + Trybologia. 1978. V.9. №4. S. 100-104.

152. Lawrence A.S. Structure of Lubricating Greases / A. S. Lawrence // Journ. Inst. Petr. Technol. 1938. V.24. P. 207-220.

153. Reynolds, W.W. Physical Properties of Graphite. Amsterdam. 1968. 193 p.

154. Savage, R.H. Graphite Lubrication / R.H. Savage // J. Appl. Phis. 1948. V. 19. № i.p. iio.

155. Semenov, A.P. Tribotechnische Eigenschaften von Fluorpolimeren bei der Reibung ohne Schmierung / A.P. Semenov, N.P. Istomin, Z.M. Ermacova, P.G. Babiceva // Schmierungstechnik. 1981. № 7. p. 209-211.

156. Wenzel C.F., Lehre von der chemischer Vervandschaft. Dresden, 1777. S.28.