ВЛИЯНИЕ ГИДРОСИЛИКАТА МАГНИЯ НА СВОЙСТВА СМАЗОЧНОГО МАСЛА М8В ДЛЯ ПАР ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ СТАЛЬ 35 - СТАЛЬ Р6АМ5 Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-295-297 УДК 620.178.162:665.76

А.М. Кузьмин1, С.Г. Чулкин2, А.Д. Бреки3

1 АО «ЦКБМ», Санкт-Петербург

2 СПбГМТУ, Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург

СПбПУ Петра Великого, Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург

ВЛИЯНИЕ ГИДРОСИЛИКАТА МАГНИЯ НА СВОЙСТВА СМАЗОЧНОГО МАСЛА М8В ДЛЯ ПАР ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ СТАЛЬ 35 - СТАЛЬ Р6АМ5

В работе приведены результаты исследования трения скольжения стали 35 по стали Р6АМ5 в среде смазочного масла М8В с дисперсными частицами гидросиликата магния. Обнаружен антифрикционный эффект в диапазоне значений нагрузки при котором происходит смена условий трения.

Ключевые слова: трение, износ, скольжение, смазочная композиция, дисперсная добавка, гидросиликат магния.

Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.

DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-295-297 UDC 620.178.162:665.76

A.M. Kuzmin1, S.G. Chulkin2, A.D. Breki3

1 Central Design Bureau of Mechanical Engineering, St. Petersburg

2 St. Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg

3 Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburg

EFFECT OF MAGNESIUM HYDROSILICATE

ON THE PROPERTIES OF LUBRICATING OIL М8В

FOR SLIDING FRICTION PAIRS STEEL 35 - STEEL R6AM5

The paper presents the results of a study of sliding friction of steel 35 on steel R6AM5 in the environment of lubricating oil М8В with dispersed particles of magnesium hydrosilicate. An antifriction effect was found in the range of load values at which the friction conditions change.

Key words: friction, wear, sliding, lubricant composition, dispersed additive, magnesium hydrosilicate.

Authors declare lack of the possible conflicts of interests.

Для получения жидких смазочных материалов с комплексом требуемых свойств весьма перспективным являются совместное введение в их состав присадок и дополнительных дисперсных наполнителей. Реализуется использование жидких смазочных материалов с различными наполнителями для трибосопряжений, работающих в тяжело нагруженных машинах и механизмах при повышенных давлениях и температурах [1]: кондиционеры метал-

лов, твёрдые смазочные материалы реметаллизанты (восстановители) и т.п. Известно, что, например, при введении в смазочные материалы порошков меди, бронзы или латуни трущиеся поверхности стальных деталей покрываются тонкими пленками, состоящими из материалов порошков [2]. При этом различают два принципа действия порошков [2]: 1. Порошки прочно схватываются с поверхностями и создают условия для режима избиратель-

Для цитирования: Кузьмин А.М., Чулкин С.Г., Бреки А.Д. Влияние гидросиликата магния на свойства смазочного масла М8В для пар трения скольжения сталь 35 - сталь Р6АМ5. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 295-297.

For citations: Kuzmin A.M., Chulkin S.G., Breki A.D. Effect of magnesium hydrosilicate on the properties of lubricating oil М8В for sliding friction pairs steel 35 - steel R6AM5. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 295-297 (in Russian).

А.М. Кузьмин, С. Г. Чулкин, А. Д. Бреки

Влияние гидросиликата магния на свойства смазочного масла М8В для пар трения скольжения сталь 35 - сталь Р6АМ5

Рис. 1. Механизм образования кварцевых стекловидных тел (пленок) в серпентините [12]: а) схема; б) микрофотография (х1000)

ного переноса и образования сервовитных (защитных) плёнок. 2. Порошки схватываются с поверхностью и как бы «зашпаклёвывают» неровности на поверхности трущейся детали.

Первый принцип называется адгезионным, а второй - механическим.

При анализе смазочного действия смазочной композиции было отмечено следующее:

1. При испытании на машине трения модели ИИ 5018 по схеме «ролик - плоскость» до нагрузки 300 Н сила трения при использовании базового масла и смазочной композиции одинакова. Это может быть обусловлено тем, что совершение работы по разрушению (диспергированию) частиц гидросиликата магния компенсируется уменьшением работы силы трения, поскольку частицы, закреплённые между микронеровностями, образуют новый неустойчивый рельеф.

2. Снижению трения при использовании гидросиликата магния способствуют процессы, обусловленные его физико-механическими характеристиками и химическими свойствами. Ниже на рис. 1а приведена схематическая модель механизма образования локальных плёнок при соответствующих термомеханических условиях. На рис. 16 приведена характерная микрофотография стекловидной локальной плёнки на поверхности после фрикционного взаимодействия [3].

В скобках на рисунке приведены вероятные составы локальных стекловидных плёнок на поверхностях трения, которые занимают долю площади фактического контакта и дают меньшее сопротивление сдвигу по сравнению со сталями и их окислами.

Учитывая постоянное наличие температурных вспышек, на площади фактического контакта при трении возникают очень высокие температуры. Синтетическая аморфная двуокись кремния, начиная с 1150 °С спекается, затем остекловывается, образуя при 1400-1450 °С расплав повышенной плотности, который при дальнейшем повышении температуры дает расплав обычной плотности, непосредственно или через фазу а-кристо-балита. Расплавы метасиликата магния и форстерита образуются при аналогичных температурах [3].

4. Происходит реализация сразу двух принципов действия порошков, описанных выше, поскольку имеет место как образование локальных сервовитных плёнок, так и выравнивание поверхностей, о чём свидетельствует увеличение молекулярной составляющей силы трения.

Выводы

На основе проведённого исследования трения скольжения стали 35 по стали Р6АМ5 в среде смазочного масла М8В с дисперсными частицами гидросиликата магния можно сделать следующие выводы:

1. Закономерности изменения параметров трения стали 35 по стали Р6АМ5 в среде смазочного масла М8В с дисперсными частицами гидросиликата магния имеют кусочно-линейный и сиг-моидальный характер.

2. Установлена справедливость обобщённого закона Леонардо да Винчи - Амонтона - Кулона, в котором учитывается изменение условий фрикционного взаимодействия, для трения скольжения стали 35 по стали Р6АМ5 в среде смазочного масла М8В с дисперсными частицами гидросиликата магния.

3. Среднее значение силы трения на диапазоне нормальной силы [300; 1000] при добавлении в смазочное масло 0,5% дисперсной добавки уменьшается на 13,2%, а дифференциальный коэффициент трения - на 18%, что говорит об относительно небольшом антифрикционном эффекте смазочной композиции в жёстких условиях нагружения для данной пары трения.

4. Полученные экспериментальные данные подтверждают образование вторичных структур, восстанавливающих и выглаживающих поверхности трения.

296

Труды Крыловского государственного научного центра. Специальный выпуск 1, 2021

Список использованной литературы

1. Бреки А.Д. Триботехнические свойства модифициро- 3. ванных смазочных масел: дис. ... канд. техн. наук. СПб.: Институт проблем машиноведения Российской академии наук, 2011. 161 с.

2. Повышение износостойкости на основе избирательного переноса / Под ред. Д.Н. Гаркунова. М.: Машиностроение, 1977. 215 с.

Бреки А.Д., Медведева В.В., Крылов Н.А., Колма-ков А.Г., Фадин Ю.А., Гвоздев А.Е., Сергеев Н.Н., Александров С.Е., Провоторов Д.А. Противоиз-носные свойства пластичных смазочных композиционных материалов «Литол 24 - частицы гидросиликатов магния» // Материаловедение. 2017. № 3. С. 38-42.

Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Кузьмин А.М., Чулкин С.Г., Бреки А.Д., 2021