Friction and Wear of Aluminum Alloy Reinforced by Ti0₂ Particles

Abstract

Исследуемый композит получен путем добавления от 0,5 до 3,5 мас.% порошка TiO₂ в алюминиевый расплав по технологии так называемой обработки полузатвердевшего металла, используемой для получения алюминиевых сплавов. Литой композит, полученный путем кристаллизации расплава с частицами TiO₂ в форме, испытывали на износ при сухом трении по трибосхеме диск–шпилька. Испытания проводили без удаления продуктов износа согласно стандартной схеме и с удалением таковых с помощью волосяной кисточки. Объемный износ композита линейно возрастает с увеличением длины скольжения, а скорость износа возрастает более-менее линейно с повышением нагрузки. С увеличением содержания частиц TiO₂ уменьшается скорость износа при заданной нагрузке. Объемный износ композита оказывается значительно выше, если продукты износа удаляются в процессе сухого трения. На электронных микрографиях изношенных контактных поверхностей композитов, полученных путем добавления порошка TiO₂, можно наблюдать ярко выраженный уплотненный переходный оксидный слой. При более высоких нагрузках оксидные продукты износа предположительно уменьшаются и образуют прослойку, которая распространяется на большую площадь поверхности скольжения. Таким образом, удаление оксидных продуктов износа приводит к большему износу композита по сравнению с иcпытаниями без удаления.

Досліджуваний композит отримано шляхом додання від 0,5 до 3,5 мас.% порошку TiO₂ в алюмінієвий розплав за технологією так званої обробки напівзатверділого металу, що використовується для отримання алюмінієвих сплавів. Литий композит, отриманий шляхом кристалізації розплаву з частинками TiO₂ у формі, випробовували на знос під час сухого тертя за трибосхемою диск–шпилька. Випробування проводили без вилучення продуктів зносу згідно зі стандартною схемою і з їх вилученням за допомогою волосяного пензлика. Об’ємний знос композита лінійно зростає зі збільшенням довжини ковзання, а швидкість зносу зростає більш-менш лінійно з підвищенням навантаження. Зі збільшенням вмісту частинок TiO₂ зменшується швидкість зносу під час заданого навантаження. Об’ємний знос композита буде значно вищим, якщо продукти зносу вилучаються в процесі сухого тертя. На електронних мікрографіях зношених контактних поверхонь композитів, отриманих шляхом додання порошку TiO₂, можна бачити яскраво виражений ущільнений перехідний оксидний шар. За більш високих навантажень оксидні продукти зносу імовірно зменшуються, в результаті чого виникає прошарок, який поширюється на більшу площу поверхні ковзання. Таким чином, вилучення оксидних продуктів зносу зумовлює більший знос композита порівняно з випробуваннями без вилучення.