Использование кавитационной технологии для получения смазочных материалов с улучшенными трибологическими свойствами Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Решетневские чтения

Следует учесть, что методика применима для относительных толщин заготовки £заг / dзаг > 0,02 с коэффициентами вытяжки Кв = 1,5-1,55 и материалов, обладающих пластичностью с относительной величиной удлинения 5ш > 25 %.

Библиографические ссылки

1. Попов И. П. Направленное изменение толщины листовой заготовки в процессах пластического

деформирования : учеб. пособие ; Самар. гос. аэро-космич. ун-т. Самара, 2006.

2. Попов Е. А. Основы теории листовой штампов -ки : учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Машиностроение, 1977.

3. Головин В. А., Дмитриев А. М., Воронцов А. Л. Технология ковки и объемной штамповки : в 2 ч. Ч. 2. Малоотходная объемная штамповка : учебник. М. : Машиностроение-1, 2004.

S. Y. Zvonov, I. R. Syleimanova, I. P. Popov Samara State Aerospace University named after Academician S. P. Korolev (National Research University), Samara, Russia

«ATOMIZER» TYPE DETAILS' DESIGNINGOF AIRCRAFTS ENGINES

The sequence of «atomizer» type details' designing has been considered. It is based on the theory of extrusion processes including hood with forced thinning and on modelling with the use of Deform 2D software.

© Звонов С. Ю., Сулейманова И. Р., Попов И. П., 2010

УДК 541.43/.49; 539.62; 532.516; 539.375.6

Л. В. Кашкина, В. А. Кулагин, О. П. Стебелева, Е. Э. Безбородова Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАВИТАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ С УЛУЧШЕННЫМИ ТРИБОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

Представлен способ получения кавитационно-активированногоуглеродосодержащего материала (КАУМ) с помощью гидродинамической кавитации. Показано, что использование полученного материала в качестве на-номодификатора трения приводит к снижению износа пары «сталь-сталь».

Последними достижениями в области трибологии можно считать получение углеродосодержащих на -номодификаторов трения, к которым относятся некоторые виды ультрадисперсных технических углеро-дов, фуллереносодержащих и алмазосодержащих саж. Добавление их в смазочные материалы приводит к увеличению ресурсов работы механизмов. Нахождение энергоемких технологий и дешевых углеродосо-держащих материалов для создания наномодификато-ров трения - актуальная задача современной трибологии. В данной работе проведено исследование возможностей кавитационной технологии для получения углеродосодержащего наномодификатора трения.

Кавитация - (от латинского слова «cavitas» - пустота) образование в капельной жидкости полостей -кавитационных микропузырьков, заполненных паро-газом. В чистой жидкости их содержится до 500 тыс. в 1 мл. В процессе схлопывания пузырьков в жидкости за счет концентрации энергии в окрестности пузырька могут возникать высокие температуры и состояния, подобные условиям в горячей плазме, также возникают ударные волны, а за счет трения внутри жидкости наблюдается электризация пузырька. Составляющие кавитационной технологии являются основой технологических процессов получения извест-

ных углеродосодержащих наномодификаторов. К ним относятся ударное воздействие, плазмохимические реакции, деструкция воды, турбулентное микроперемешивание.

Здесь проведено исследование влияния смазочной композиции (индустриальное масло И-20А с добавкой кавитационно-активированного углеродосодержащего материала (КАУМ) на основе продукта карбонизации древесины) на износостойкость пары «сталь-сталь». Приготовление смазочных композиций осуществлялось путем добавления в навеску индустриального масла И-20А кавитационно-обрабо-танных саж, предварительно растворенных в капле бензина с последующим механическим перемешива -нием.

Состав исходной древесной сажи приведен в табл. 1 (рентгеновский флуоресцентный спектрометр S-4 Pioneer фирмы Bruker, точность 0,001 % в зависимости от элемента). Трибологические испытания проводились на машине трения КТ-2. Испытуемая пара «сталь ШХ15-сталь 45»; нагрузка Р составляла 25H, скорость вращения 800 об/мин. Исследовались 7 различных образцов (табл. 2). Длительность испытания каждого образца составляла 10 минут. Испытывались не менее трех однотипных образцов при одинаковых

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

условиях испытаний. Результаты триб о логического эксперимента приведены в табл. 2 и на рисунке.

Из сопоставления гистограмм видно, что для образца № 3, в котором в качестве наномодификатора трения использовался КАУМ, износ минимальный.

Таким образом, кавитационная обработка преобразует обычную древесную сажу в модификатор трения, содержащий составляющие нанодиапазона, подобный известным наномодификаторам (в частности, фулле-реносодержащим сажам).

Таблица 1

Элемент С Mg Al P Si Cl S Ca K Fe Zn

Состав древесной сажи, % 94,58 0,1 0,18 0,382 0,1 0,356 0,11 0,373 0,639 3,001 0,0759

Таблица 2

№ Тип сажи Режим кавитации, об/мин Износ, мг

1 Древесная (а) 10000 0,7±0,07

2 Древесная (а) 15000 0,7±0,07

3 Древесная (б) 15000 0,3±0,03

4 Фуллереносодержащая 0,1 % С60 (а) 10000 0,9±0,09

5 Фуллереносодержащая 0,1 % С60 (б) 10000 1,9±0,19

6 Фуллереносодержащая 11 % С60 (а) 10000 0,8±0,08

7 Фуллереносодержащая 11 % С60 (б) 10000 0,5±0,05

Зависимость коэффициента трения от типа модификатора

L. V. Kashkina, V. A. Kulagin, O. P. Stebelyeva, E. E. Besborodova Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

CAVITATION TECHNOLOGY USAGE FOR GETTING LUBRICANTS WITH BETTER TRIBOLOGICAL PROPERTIES

We introduce one method of a production of a carbon material with special properties. The method deals with a hydrodynamics cavitation. The usage of such carbon material activated by the cavitation as nanomodificator of a friction decreases the wear of a pair steel - steel.

© Кашкина Л. В., Кулагин В. А., Стебелева О. П., Безбородова Е. Э., 2010