CC BY
16(Решетневскце чтения
Таблица 2
Результаты испытаний смазок на машине СМТ-1 на образцах из ст45 при нагрузке 5 кН
Состав смазок (1-5 - табл. 1) Максимальная удельная нагрузка, МПа Коэффициент трения Интенсивность износа, 1 • 10-6 кг/м3
1 26,3 0,062 59,4
3 30,3 0,050 30,2
5 21,4 0,063 57,5
Смазка ВНИИНП-232 23,5 0,059 66,0
Библиографические ссылки
1. Нусинов М. Д. Космический вакуум и надежность космической техники. М. : Знание, 1086. № 6.
2. Morimoto T. Effect of molybdenum disulphide upon the friction and wear in ceramic-steel pair // Tribology International. 1997. Vol. 30. Issue 12. P. 871-879.
3. Fusaro R. L. Self-lubricating polymer composites and polymer transfer film lubrication for space applications // Tribology International. 1990. Vol. 23. Issue 2. P. 105-122.
4. Космические смазки. URL: http://www. elkalub. ru/dictionary-05. php.
5. Редькин В. Е. Смазочные материалы для аэродромной техники на основе добавок ультрадисперсных алмазографитовых порошков, получаемых из взрывчатых веществ // САКС-2001 : материалы Меж-дунар. научно-практич. конф. Красноярск, 2001. Ч. II. С. 216-218.
6. Пат. 2163921. Российская Федерация. Пластичная смазка / Щелканов С. И., Редькин В. Е., Докша-нин С. Г. и др. [Б. и.], 2001. № 7.
V. E. Redkin Siberia Federal University, Russia, Krasnoyarsk
А. А. Mishin
Institute Computational Modeling Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk
THE PLASTIC LUBRICANTS WITH THE DIAMOND-GRAPHITE NANPOWDERS ADDITIVES
The use of the diamond-graphite Nan powder in plastic lubricants decreases considerably the wear of frictional metallic surfaces.
© Редькин В. Е., Мишин А. А., 2011
УДК 621.762
С. Н. Решетникова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТКОВ С ВОЛОКНИСТОЙ СТРУКТУРОЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ ГРАНУЛ И НАНОПОРОШКОВ
Предложена технология получения волокнистого металлокомпозита, полученного с использованием нано-порошков химических соединений.
В большинстве случаев, когда речь идет об использовании в различных отраслях промышленности проволоки, изготовленной из некомпактных металлических материалов, подразумевают сложный композиционный материал, состоящий из металлической оболочки - твердопластичного тела и порошкового сердечника - сыпучего не связного материала, представляющего смесь разнородных по составу и крупности отдельных частиц [1]. При обработке давлением металлическая оболочка находится в сложном взаимодействии с порошковым сердечником, вызывая некоторую совокупность сложного перемещения частиц порошка и их упруго-пластического взаимодействия друг с другом в массе порошковой шихты под действием внешней нагрузки.
По технологии, предложенной авторами работы [2], при изготовлении проволоки из сыпучей мелкой стружки (опилок) алюминиевого сплава АД31 не предусматривалось помещать ее в металлическую оболочку. В нашей работе предложена технология получения модифицирующих прутков путем прессования композиции, состоящей из частиц алюминия или алюминиевых деформируемых сплавов АД0 или Д1, или Д16 либо в виде гранул, крупки или сечки и различных нанопорошков (НП) (А1203; АШ; В4С; ВМ ОзС^МЦ; ШВ2; ИШ; ЬаВб; Б1С; Б1зк,; ТаМТ; Т^С^; Т^СуНА; ТЮ2; УС; УхСу1Ч2; ггВ2), помещенных в тонкостенную алюминиевую гильзу. Было установлено, что их внутренний объем состоит из протяженных, настолько плотно скомпактированных волокон тонкого сечения, что даже с помощью инструментов
Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли
их было трудно отделить друг от друга (рис. 1). В прутках 09,5 мм насчитывалось от 1100 до 1200 плотно скомпактированных, вытянутых в направлении волокон сечением 0,005...0,075 мм2, длина которых в зависимости от размера алюминиевых частиц находится в диапазоне 400... 3200 мм. Электронные микроструктуры показали, что поверхность волокон полностью плакирована частицами НП. При этом чистота поверхности такого прутка была одинаковой с прутком, экструдированным из компактной алюминиевой заготовки, полученной из слитка [3].
практически любого сечения, что определяется профилем фильеры. Исследования показали, что их внутренняя структура также является волокнистой.
125
115
95
85
С
S
40
30
20
15
Рис. 1. Типичный вид внутренней структуры прутков 09,5 мм, отпрессованных из частиц алюминия и нанопорошков
При испытании механических свойств прутка 09,5 мм, отпрессованного из гранул алюминиевого деформируемого сплава АД 0, были получены:
ав = 98,1 МПа, а0,2 = 48,1 МПа и 5 = 42,8 мм, тогда как при прессовании прутков такого же диаметра
из таких же гранул, но с НП БК, ав повысилось до
113,8 МПа (на16,0 %), а0,2 - до 56,9 МПа (на 18,3 %)
и 5 - до 43,2 (на 0,9 %), а из гранул и НП ТЮК
ав увеличилось до 121,6 МПа (на 24,0 %), а02 - до
59,9 МПа (на 22,5 %) и 5 - до 43,9 (на 2,6 %) (рис. 2).
Следует отметить, что оболочка прутков, имеющая толщину в десятые доли миллиметров, легко разрезается, и расположенные под ней волокна можно отделить друг от друга и использовать как исходный материал для последующего получения компактного прочного композиционного материала. Установлено также, что при определенных температурах нагрева композиции перед прессованием и определенных режимах этого процесса границы между частицами алюминия исчезают, т. е. полученный продукт представляет собой плотный композит.
По разработанной технологии представляется воз -можным прессовать протяженный профиль (метры)
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Рис. 2. Влияние нанопорошков на механические свойства
алюминиевого композита с волокнистой структурой 1 - пруток без нанопорошка; пруток с нанопорошком: 2 - нитрид бора БК (ав +16,0 %; а0,2+18,3 %; 5+0,9 %); 3 - карбонит-рид титана ТхСуК (ав +24,0 %; а0,2+22,5 %; 5+2,6 %)
Таким образом, оказалось, что в процессе отработ -ки технологии изготовления модифицирующего прутка, содержащего НП, фактически был получен новый композиционный материал.
Полученные модифицирующие прутки успешно применяются в качестве модифицирующей добавки в алюминиевые деформируемые и литейные сплавы, а также в серый чугун, в результате чего происходит измельчение структуры литых изделий и повышение их физико-механических свойств. Алюминиевый пруток, содержащий НП, используется также в качестве сварочного электрода для повышения прочности сварного шва [4].
Библиографические ссылки
1. Пацекин В. П., Рахимов К. Э. Производство порошковой проволоки. М. : Металлургия, 1979.
2. Загиров Н. Н., Ковалева А. А., Иванов Е. В. Технология изготовления проволоки с волокнистой структурой из стружки сплава системы алюминий -магний-кремний // Вестник СибГАУ. Вып. 2(28). 2010. С. 68-72.
3. Крушенко Г. Г., Решетникова С. Н. Применение нанотехнологий для повышения физико-механических характеристик поверхности металлоизделий // Вестник СибГАУ. Вып. 3(20). 2008. С. 113-117
4. Решетникова, С. Н. Сварка объемных конструкций электродами, содержащими нанопорошки // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых специалистов / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2010. Т. 1. С. 122-123.
S. N. Reshetnikova
Siberian State Aerospase University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
BARS' MANUFACTURING TECHNIQUES WITH FIBROUS STRUCTURE FROM ALUMINUM GRANULES AND NANOPOWDERS
The technology of reception fibrous fibrousmetal, received with use nanopowders chemical compounds is offered.
© Решетникова С. Н., 2011
