Методика исследования коэффициента трения и износостойкости поверхности покрытий

Коэффициент трения и интенсивность износа поверхности образца и контртела измеряли при помощи автоматизированной машины трения «Tribometer» фирмы «CSM Instruments» (Швейцария), управляемой компьютером, по стандартной схеме испытания «шарик – диск». Данные испытания позволяют использовать модель Герца, что соответствует международным стандартам ASTM G99-959 DIN50324 и может быть использовано для оценки износостойкости образца и контртела.

Экземпляр устанавливали в держателе, вертикально плоскости образца фиксировали сердечник, в завершении какого был шар диаметром 6 миллиметров из стали «Stainless Steel AISI 420» (прочность согласно Виккерсу 5000…8000 НV). Присутствие поддержки регулировки измерителя передвижения подбирали радиус кривизны плоскости износа. Другой датчик восполнил силу трения и позволил установить значение коэффициента трения в установленный момент времени.

Подготовка к проверке включала:

а) 3 типа калибровки:

– скорости вращения двигателя;

– тангенциального смещения измерителя;

– радиуса кривизны плоскости износа;

б) установку параметров проверки с поддержкой особого программного обеспеченья (программа «Instrum X for Tribometer»). Задавалась последующая требуемая с целью проверки сведения:

– частота выборочного опроса датчика;

– сведения о находящейся вокруг среде (температура, влажность);

– размер перегрузки, присутствие каковой будет проводиться испытание, Н;

– прямолинейная скорость, см/с;

– протяженность пробега, м, либо число циклов;

– сведения о подложке (источник покрытия, источник подложки, тип заблаговременной очищения образца пред проверкой);

– сведения о контртеле (источник покрытия, источник контртела, тип заблаговременной очищения контртела пред проверкой, объем, геометрия).

Испытания проводили в атмосфере присутствие нагрузке 5 Н и линейной скорости 10 см/с, с радиусом кривизны поверхности износа 5…9 миллиметров, подход несогласие составлял 100, 200 и 500 м.

Интенсивность износа образца и статистического партнера (шарика) давали оценку согласно формуле

W=V/(P l), (3.1)

где W – интенсивность износа, Н^-1 м^-1; V – объем удаленного материала, мм³, P – нагрузка, Н; l – путь трения, м.

Определив диаметр поверхности износа шарика при помощи оптического инвертированного микроскопа «Olympus GX 51» (Нидерланды), объем удаленного материала на шарике рассчитывали следующим образом:

V = π h² (r – (1/3) h), (3.2)

где h = r– (r² – [d/2]²)^1/2; d – диаметр износа, мм; r – радиус шарика, мм; h – высота сегмента, мм.

Объем удаленного материала образца определяли по сечению дорожки износа на поверхности образца с помощью автоматизированного прецизионного контактного профилометра «Surtronic 25» (производство фирмы «Taylor Hobson», Великобритания):

V=s l, (3.3)

где l – длина окружности, мм; s – площадь поперечного сечения дорожки износа, мм².

Состояние поверхностей трения изучали с использованием оптического микроскопа фирмы «Olympus GX 51», который снабжен автоматизированной системой для анализирования изображений «SIMAGIS Photolab», и электронно-ионного сканирующего микроскопа «Quanta 200 3D» (Нидерланды).