ИЗНОС СПЕЧЕННЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОДШИПНИКОВОЙ СТАЛИ ПРИ ГРАНИЧНОМ ТРЕНИИ С ТОКОСЪЕМОМ ПО МЕДИ

摘要

Изучена возможность создания высокопористых композитов состава сталь - графит путем спекания по максимально простой технологии при температуре ниже 1000 °С в электрической печи без вакуума. Основная цель исследования была оценить способность такого композита проявить высокую износостойкость при скольжении по медному контртелу под воздействием электрического тока контактной плотностью более 100 А/см2. Порошковая сталь была изготовлена путем восстановления из шлифовального шлама производства подшипников. Композиты имели низкие механические свойства и высокое удельное электрическое сопротивление. Высокая сквозная пористость была показана с помощью оптической металлографии. Триботехническое нагружение композитов было осуществлено по схеме контакта типа вал - колодка со скоростью скольжения 5 м/с и при контактном давлении 0,09 МПа. Было отмечено, что сухое трение этих композитов вызвало появление слоя переноса на поверхности скольжения медного контртела. Это привело к уменьшению электропроводности скользящего электрического контакта и увеличению общей шероховатости поверхности скольжения меди. Пропитка индустриальным маслом пористого каркаса композитов приводила к значительному увеличению удельной поверхностной электрической проводимости контакта и к снижению линейной интенсивности изнашивания по сравнению с этими же характеристиками сухого контакта. Катастрофическое изнашивание в этих условиях начиналось при контактной плотности тока 150 - 200 А/см~2. Показано, что размещение свинцовой пластины и композита в держатель образца, а также осуществление их совместного скольжения под воздействием электрического тока вызывало дополнительное увеличение электрической проводимости и снижение интенсивности изнашивания до 3 - 11 мкм/км при контактной плотности тока около 250 А/см~2. Катастрофическое изнашивание в присутствии свинцовой пластины и индустриального масла в зоне контакта начиналось при контактной плотности тока 250 - 300 А/см~2. Установлено, что любой режим трения не приводил к разрушению поверхности скольжения меди. Зависимость характеристик контакта от концентрации графита не наблюдалась в явном виде. Сделан вывод о перспективности применения восстановленной подшипниковой стали для создания токопроводящих материалов, износостойких под воздействием электрического тока высокой контактной плотности.