Автомобильные статьи

Теоретические положения механизма формирования защитного слоя

Защитный слой супротек
В данной статье представлены теоретические положения, касающиеся формированию защитного слоя, который образуется при использовании триботехнических составов Супротек

Природная тенденция к самоорганизации

Эффект модификации поверхностей трения тонкодисперсным порошком геологического происхождения явно связан с природной тенденцией к самоорганизации. Переход в целом системы на более высокий уровень организации может произойти по двум причинам:

  1. эволюционное развитие в благоприятных условиях достигает уровня качественного скачка;
  2. внесение в систему элементов, возбуждающих процессы в направлении качественных преобразований в целом всей системы.

По всей видимости, геомодификатор трения является именно таким элементом. К сожалению, примеров самоорганизации трибоструктур на уровне, значительно превосходящем стандартный механизм, не так много. Еще меньше примеров, когда условия самоорганизации создавались искусственно. Это вполне объяснимо. Дело в том, что в условиях правильной эксплуатации техники вид и степень изнашивания зависит от многих факторов: от спектра нагрузок; от особенностей используемых смазочных материалов и топлива (для ДВС); от условий внешней среды; и др. Поэтому рассчитать физико-химические процессы изнашивания, переход доминирующих видов изнашивания и, особенно, медленно протекающие процессы, очень сложно. Тем более сложно, определить необходимое средство воздействия на эти процессы в предсказуемом направлении.

Создание универсальных средств модификации трения, приводящей к самоорганизации, возможно при решении двух задач: первая состоит в создании условий трения, при которых любой вид изнашивания полностью устраняется или минимизируется; вторая заключатся в саморегулировании процессов, вещества и энергии, то есть это условия самоорганизации диссипативных структур.

Создание условий трения

Первая задача на практике успешно решается с помощью разделительных пленок. Это пленки мягких металлов на основе молибдена, меди, серебра и олова, которые формируются в процессе трения, переходя из смазочного материала на поверхности (тонкодисперсные металлоплакирующие присадки) или наносятся на поверхности при изготовлении (метод ФАБО). В начальный период работы трибоузлов с такими разделительными пленками эффективность модификации достаточно высока. Однако в связи с тем, что вторая задача не решена, то есть, нет механизма восстановления пленки на протяжении длительной работы, со временем мягкие металлы выносятся из зоны трения.

Если сравнить этот механизм с эффектом самоорганизации трибопроцессов компрессора холодильной установки, то очевидно, что решение проблемы лежит на атомном уровне, а не на молекулярном, так как сигнал обратной связи (окислительно-восстановительные реакции) существует в обоих случаях, вещество и энергия тоже.

Другой способ решения первой задачи - формирование квазисжиженных слоев, которые представляют собой структуру между смазочным материалом и поверхностью детали, отличающуюся от них, но которая зависит и от характеристик материала детали, и от характеристик смазочного материала. Например, такой слой может образовываться на поверхности с хорошей маслоудерживающей способностью при активизации нескомпенсированных связей смазочного материала поверхностно-активными веществами.

sloy

Именно такой механизм модификации поверхности трения более всего подходит воздействию геомодификатора. Попадая в зону трения, частицы геомодификатора с оптимальной крупностью, разрушаются между микровыступами контртел в зоне фактического контакта. В результате этого воздействия происходит частичное микроцарапание поверхности (до разрушения частицы геомодификатора) как абразивным материалом и выделение энергии связи с последующей термообработкой. Процесс приработки ведет к увеличению фактической площади контакта, формированию равновесной шероховатости с условием мгновенной оптимальной крупности частиц и увеличению микротвердости поверхности. Дальнейшая работа трибоузла повторяет циклы разрушения частиц модификатора все меньших и меньших размеров, и, следовательно, с выделением большей энергии связи. Получается, что уникальность геомодификатора заключатся в конкретной энергии связи, то есть он способен и обработать поверхность как абразив, и разрушиться в условиях нормальных нагрузок в сопряжении.

Итак, в результате геомодификации на поверхности образуется слой, который отличается от обычного деформированного слоя с искаженной решеткой кристаллов, тем что в результате «щадящей обработки» кристаллическая структура не нарушена и, в то же время, это тонкопористая поверхность с высоким классом чистоты.

Комментарии к статье
Добавить комментарий