Технология изготовления деталей узлов трения из полимерных композиционных материалов
Автор: Негров Дмитрий Анатольевич, Путинцев Виталий Юрьевич, Передельская Ольга Андреевна, Наумова Анастасия Витальевна
Рубрика: Технология
Статья в выпуске: 2 т.15, 2015 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрено влияние режимов ультразвукового прессования на механические свойства полимерного композиционного материала на основе политетрафторэтилена и разработка технологии изготовления деталей узлов трения, методом ультразвукового прессования. В процессе ультразвукового прессования полимеров существенно облегчается возникновение и развитие пластической деформации частиц порошка, осуществляется активация дислокаций, происходящая в результате поглощения акустической энергии в местах дефектов кристаллической решетки и других структурных несовершенств. Вследствие этого за короткое время происходит локальный нагрев материала вокруг этих источников поглощения, увеличение молекулярной подвижности, что обусловливает более интенсивное развитие пластической деформации. Ультразвуковое воздействие может быть успешно использовано при твердофазной технологии получения (синтезе) полимерных композиционных материалов. Особенно это актуально для дисперснонаполненных модифицированных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ). Совершенствование технологии получения модифицированного политетрафторэтилена в направлении приложения ультразвука большой интенсивности непосредственно при прессовании композита позволяет достичь существенного повышения его механических и триботехнических свойств. Целью данной работы является исследование влияния параметров ультразвукового прессования на механические свойства композиционного материала на основе политетрафторэтилена и разработка на этой основе технологии изготовления подшипников скольжения. Объектом исследования являлся композиционный материал на основе политетрафторэтилена с модифицирующей добавкой 5 масс. % гексагонального нитрида бора. Показано, что введение ультразвуковых колебаний в прессуемый материал приводит к повышению предела прочности и модуля упругости синтезируемого композита. Столь значительное повышение механических свойств, свидетельствует в первую очередь об изменении структуры композиционного материала, которое и приводит к повышению предела прочности и модуля упругости политетрафторэтилена модифицированного гексагональным нитридом бора.
Ультразвуковое прессование, политетрафторэтилен, композит
Короткий адрес: https://sciup.org/147151685
IDR: 147151685 | УДК: 621.822.5:677.494.743.41
Technology of the production components of friction units from polymeric composite materials
In the article is examined the influence of the regimes of ultrasonic extrusion on the mechanical properties of polymeric composite material on the basis of polytetrafluoroethylene and the development of the technology of the production of the components of friction units, by the method of ultrasonic extrusion. In the process of the ultrasonic extrusion of polymers significantly is facilitated appearance and development of the plastic deformation of the particles of the powder, is accomplished the activation of dislocations, proceeding as a result the absorption of acoustic energy in the places of the defects of crystal lattice and other structural imperfections. Because of this in short time occur the local heating of material around these sources of absorption, an increase in the molecular mobility, which causes the more intensive development of plastic deformation. Ultrasonic action can be successfully used for the solid-phase technology of obtaining (synthesis) polymeric composite materials. Especially this is urgent for the dispernonapolnennykh modified composite materials on the basis of polytetrafluoroethylene (PTFE). The perfection of the technology of obtaining the modified polite-trafluoroethylene in the direction of the application of the ultrasound of large intensity directly during the extrusion of composite makes it possible to reach a considerable increase in its mechanical and tribotechnical properties. The purpose of this work is a study of the influence of the parameters of ultrasonic extrusion on the mechanical properties of composite material on the basis of polytetrafluoroethylene and development on this the basis of the technology of the production of slide bearings. Composite material on the basis of polytetrafluoroethylene with modifying addition 5 mass. % of hexagonal nitride of boron was the subject of a study. It is shown that the introduction of ultrasonic fluctuations into the pressed material leads to an increase in the limit of strength and modulus of elasticity of the synthesized composite. So substantial increase in the mechanical properties, testifies first of all about the change in the structure of composite material, which leads to an increase in the limit of strength and modulus of elasticity of polytetrafluoroethylene of modified by hexagonal nitride boron.
Список литературы Технология изготовления деталей узлов трения из полимерных композиционных материалов
- Ghalmi, Z. Durability of Nanostructured Coatings Based on PTFE Nanoparticles Deposited on Porous Aluminum Alloy/Z. Ghalmi, M. Farzaneh//Applied Surface Science. -2014. -Vol. 314. -P. 564-569. DOI: DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.05.194
- Polytetrafluoroethylene (PTFE) Reinforced Poly(Ethersulphone) -Poly(Vinyl Pyrrolidone) Composite Membrane for High Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cells/S. Lu, R. Xiu, X. Xu et al.//Journal of Membrane Science. -2014. -Vol. 464. -P. 1-7. DOI: DOI: 10.1016/j.memsci.2014.03.053
- Electrophoretic Deposition of PTFE Particles on Porous Anodic Aluminum Oxide Film and its Tribological Properties/D. Zhang, G. Dong, Y. Chen, Q. Zeng//Applied Surface Science. -2014. -Vol. 290. -P. 466-474. DOI: DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.11.114
- Tribological Properties of PTFE/Laser Surface Textured Stainless Steel under Starved Oil Lubrication/D. Xiong, Y. Qin, J. Li et al.//Tribology International. -2015. -Vol. 82. -Part B. -P. 305-310. DOI: DOI: 10.1016/j.triboint.2014.07.017
- Ye, J. Transfer Film Evolution and its Role in Promoting Ultra-Low Wear of a PTFE Nanocomposite/J. Ye, H.S. Khare, D.L. Burris//Wear. -2013. -Vol. 297, Iss. 1-2. -P. 1095-1102. DOI: DOI: 10.1016/j.wear.2012.12.002
- Conte, M. Role of Crystallinity on Wear Behavior of PTFE Composites/M. Conte, B. Pinedo, A. Igartua//Wear. -2013. -Vol. 307. -Iss. 1-2. -P. 81-86. DOI: DOI: 10.1016/j.wear.2013.08.019
- Peculiarities of Tribological Behavior of Low-Filled Composites Based on Polytetrafluoroe-thylene (PTFE) and Molybdenum Disulfide/V.N. Aderikha, A.P. Krasnov, V.A. Shapovalov, A.S. Golub//Wear. -2014. -Vol. 320. -P. 135-142. DOI: DOI: 10.1016/j.wear.2014.09.004
- Eremin, E.N. Development of a Technology for the Fabrication of Articles Made of Complex-Modifiend Polytetrafluoroethylene for Dry Friction Assemblies/E.N. Eremin, D.A. Negrov//Chemical and Petroleum Engineering. -2014. -Vol. 49. -Iss. 9-10. -P. 701-704. DOI: DOI: 10.1007/s10556-014-9822-0
- The Fabrication, Nano/Micro-Structure, Heat-and Wear-Resistance of the Superhydrophobic PPS/PTFE Composite Coatings/H. Wang, J. Zhao, Y. Zhu et al.//Journal of Colloid and Interface Science. -2013. -Vol. 402. -P. 253-258. DOI: DOI: 10.1016/j.jcis.2012.11.011
- Conte, M. Study of PTFE Composites Tribological Behavior/M. Conte, A. Igartua//Wear. -2012. -Vol. 296. -Iss. 1-2. -P. 568-574. DOI: DOI: 10.1016/j.wear.2012.08.015
- Воронина, Ю.Г. Изготовление торообразных коллекторов из армированных полимеров/Ю.Г. Воронина, Р.С. Зиновьев, Ю.М. Хищенко//Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». -2006. -№ 11 (66). -С. 162-168.
- Головкин, В.В. Формирование поверхностного слоя при ультразвуковом резьбонарезании/В.В. Головкин, О.В. Ромашкина//Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». -2010. -№ 29 (205). -С. 71-75.
- Negrov, D.A. Manufacture of Slip Bearings from PTFE Based Composite/D.A. Negrov, E.N. Eremin//Russian Engineering Research. -2012. -Vol. 32, № 1. -P. 42-44. DOI: DOI: 10.3103/S1068798X12010212
- Еремин, Е.Н. Совершенствование технологии изготовления подшипников скольжения из композиционных материалов на основе политетрафторэтилена/Е.Н. Еремин, Д.А. Негров//Технология машиностроения. -2010. -№ 1. -С. 30-32.
- Влияние углеродных модификаторов на структуру и износостойкость полимерных нанокомпозитов на основе политетрафторэтилена/О.В. Кропотин, Ю.К. Машков, В.А. Егорова и др.//Журн. техн. физики. -2014. -Т. 84, № 5. -С. 66-70.
- Петрова, П.Н. Разработка полимерных композитов на основе политетрафторэтилена с повышенной износостойкостью для узлов сухого трения/П.Н. Петрова, А.Л. Федоров//Вестник машиностроения. -2010. -№ 9. -С. 50-53.
- Негров, Д.А. Влияние параметров ультразвукового прессования на механические и триботехнические свойства структурно-модифицированного политетрафторэтилена/Д.А. Негров, Е.Н. Еремин//Омский науч. вестник. -2009. -№ 2 (80). -С. 58-60.
- Еремин, Е.Н. Структурная модификация дисперсно-наполненного политетрафтор-этилена ультразвуковым воздействием при синтезе композиционного материала/Е.Н. Еремин, Д.А. Негров//Физ. мезомеханика. -2013. -Т. 16, № 5. -С. 95-101.
- Машков, Ю.К. Влияние энергии ультразвуковых колебаний на структуру и свойства полимерных композиционных материалов/Ю.К. Машков, Е.Н. Еремин, Д.А. Негров//Материаловедение. -2013. -№ 3. -С. 42-45.
- Еремин, Е.Н. Разработка технологии изготовления изделий из комплексно-модифицированного политетрафторэтилена для узлов сухого трения/Е.Н. Еремин, Д.А. Негров//Хим. и нефтегаз. машиностроение. -2013. -№ 10. -С. 46-48.
