Для решения проблемы износа трибообъектов нужно стремиться к управлению трением, иными словами, правильно подбирать материалы по трению и износостойкости и оптимизировать условия эксплуатации.


Однако, управление трением значительно затрудняет варианты протекания процессов в различных условиях. Из этого следует, что наиболее перспективными направлениями повышения износостойкости являются направления, связанные с эффектами самоорганизующихся процессов.


выбор смазочных материалов
С народнохозяйственной и экономической точки зрения экономическая выгода от вновь созданной техники с наиболее рациональными конструктивными трибоузлами будет проявляться постепенно, по мере замены устаревшего оборудования.

Поэтому в этом направлении наиболее перспективным будет повышения износостойкости трибообъектов путем разработки присадок к смазочным материалам.


Все антифрикционные и противоизносные присадки в смазочное масло делятся на:

  • Присадки, формирующие на поверхности трения в процессе работы объекта тонкий слой мягких металлов, разделяющий поверхности
  • Присадки, активизирующие силы сцепления смазочного масла с поверхностью трения

Мягкие металлы (молибден, олово, медь, серебро и др.) могут вноситься в зону трения следующим образом:

  • В молекулярном тонкодисперсном виде
  • На ионном уровне в результате химических реакций компонентов смазочного масла с источником мягкого металла

Осуществление первого способа связано с двумя проблемами:

  • Создание устойчивой взвеси тонких частиц мягких металлов
  • Соотношение между допустимой концентрацией таких металлов в циркулирующем масле и концентрацией, достаточной для обеспечения эффекта плакирования хотя бы на полный ресурс смазочного масла

Присадки в масло

Но даже в случае успешного решения этих проблем эффективность таких присадок крайне ограничена по времени работы. Кроме того, разделительный тонкий слой мягких металлов не предохраняет поверхность трения от задиров в экстремальных случаях, то есть при прекращении циркуляции смазки.

Второй способ связан с реализацией избирательного переноса, управление которым носит пока сугубо случайный характер и проявляется крайне редко.

Присадки, активизирующие силы сцепления смазочного масла с поверхностью трения, могут быть весьма эффективными по противоизносным и, особенно, противозадирным характеристикам.


Однако у них есть и недостатки:

  • Воздействие таких присадок продолжается до тех пор пока они присутствуют в смазочном масле в достаточной концентрации
  • Такие присадки, как правило, не только не являются антифрикционными, но даже способны увеличивать сопротивление трению, и, следовательно, ухудшать эффективные показатели смазочного масла

смазочное масло
Принципиально другими по характеру воздействия являются присадки, приготовленные на основе природных ассоциаций силикатных минералов забалансовых руд.

Такие присадки (геомодификаторы трения), попадая в зону трения, вносят такие структурные изменения в поверхность трения, которые способны ее модифицировать в заданном направлении.



Основными преимуществами геомодификатора трения являются:

  • Способность создавать динамические защитные пленки, образованные тонкодисперсными продуктами износа и самого геомодификатора в виде квазисжиженного слоя на длительный период (не менее двух ресурсов смазочного масла)
  • Снижение коэффициента трения, а, следовательно, механических потерь
  • Низкая стоимость геомодификатора
  • Экологическая чистота природного продукта

Поверхности трения

Чаще всего, структура поверхностей трения трущихся деталей машин зависит от условий трения, в частности от вида трения, давления, смазки, скорости трения, физико-механических свойств пар трения.

Геомодификатор трения
Эти поверхности находятся в объемном напряженном состоянии и в случае переменного воздействия внешних сил и недостаточной смазки при высоких скоростях трения поверхностные слои подвергаются воздействию значительных температур, вызывающих изменения структуры поверхностного слоя.

Для анализа состояния поверхности трения образцов, испытанных на машинах трения, по стандартной методике и микрофотографирование шлифов был проведен металлографический анализ.


Он показал следующие результаты:

  • Геомодификатор трения оказывает влияние на перлитную структуру, углеродистой конструкционной стали. Он видоизменяет вид и форму пластинчатого перлита: закручивая в «рулет» или вытягивая зерна
  • Геомодификатор трения изменяет микротвердость тонкого поверхностного слоя, толщиной до 0,055 мм. При этом поверхность является более твердой, отличия с материалом сердцевины порядка 10 … 14 % для стали марки сталь 30
  • Отмечено влияние геомодификатора трения на форму поверхности трения мягких углеродистых сталей. Основной геометрией является волна со средним шагом примерно 0,035 … 0,065 мм (измерения получены с помощью металлографического микроскопа)