Уфа, Республика Башкортостан, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Уфа, Республика Башкортостан, Россия
Уфа, Республика Башкортостан, Россия
УДК 620.178.162.4 трением скольжения
ББК 344 Общее машиностроение. Машиноведение
Целью исследования является оценка триботехнических свойств композиционных материалов на основе алюминиевой матрицы армированной сталью или базальтом в сравнении с материалом без армирования, и разработка технологии получения таких композиционных материалов. В качестве армирующих компонентов использовали каркасы, состоящие из разнонаправленных волокон: базальтовая вата (плотностью 175-200 кг/м3); стальная вата (класса “4#”); температуры плавления стали и базальта, из которых состоят стальная и базальтовая ваты, выше 1000 0С, что позволяет производить заливку алюминия без изменения агрегатного состояния армирующих каркасов. Процентное содержание армирующих компонентов по массе составляет 4-5%. В качестве матрицы использовали деформируемый алюминиевый сплав АВ, который отличается среди сплавов системы Al-Mg-Si с повышенным уровнем пределов прочности и текучести. Исследуемые композиционные материалы получали жидкофазным методом – литье по выплавляемым моделям. Испытание триботехнических свойств производилось на машине трения в среде моторного масла «Лукойл стандарт 10W40 SF/CC». Для определения противоизносных свойств испытания проводились в течение 1 часа, а для определения противозадирных свойств и нагрузки заклинивания проводились испытания с постоянным увеличением нагрузки на узел трения. Оценка противоизносных и противозадирных свойств проводилась путем сравнения значений пятен износа и нагрузки заклинивания. Установлено, что противоизносные свойства повышаются на 76-85% при армировании образцов базальтовой ватой и на 46-76% при армировании стальной ватой по отношению к неармированному образцу. Противозадирные свойства повышаются при армировании базальтом на 23%, при армировании сталью снижаются на 7%. Исследования по оценке триботехнических свойств образцов, полученных методом литья по выплавляемым моделям из алюминиевого сплава АВ, армированных базальтом и сталью показали улучшение противоизносных и противозадирных свойств по отношению к образцам из сплава АВ без армирования.
композиционные материалы, матрица, литье, модели, свойства
1. Любин Дж. Справочник по композиционным материалам/ Дж. Любин, кн.1. М.: Машиностроение, 1988. - 446 с.
2. Effects of Si on the aging behaviour and formability of aluminium alloys based on AA6016 / S. M. Hirth [and etc.] // Materials Science and Engineering. - 2001. - V. 319-321. P. 452-456.
3. Yılmaz O. Abrasive wear of Al2O3-reinforced aluminium-based MMCs / O. Yılmaz, S. Buytoz // Composites Science and Technology. - 2001. - 61. - P. 2381-2392.
4. Курганова Ю.А. Конструкционные металломатричные композиционные материалы: учебное пособие / Ю.А.Курганова, А.Г.Колмаков. - Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2015. - 141, [3] c., ил.
5. Абрамов К.А. Композиционный материал на основе алюминиевой матрицы / Абрамов К.А., Шолом В.Ю. / Новые материалы и перспективные технологии. 2021. С. 37-45.
6. Rambabu P. Aluminium alloys for aerospace applications //Aerospace materials andmaterial technologies. - Springer, Singapore, 2017. С. 29-52.
7. Joel I. Wang J., Oliver W. D. An aluminium superinductor //Nature materials. 2019. Т. 18. №. 8. С. 775.
8. Имаметдинов Э.Ш., Валуева М.И. Композиционные материалы для поршневых двигателей (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2020. №3 (60). С. 19-28. DOI:https://doi.org/10.18577/2071-9140-2020-0-3-19-2
9. ГОСТ 1050-2013. Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия. - Введ 2015-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2014. - 39 с.
10. Andrade-Gonzalez N.R. Effect of heat treatment conditions on the aging process in 319 type aluminium casting alloys/ N.R. Andrade-Gonzalez, J.E. Gruzleski, F.H. Samuel // 2nd symposium on heat treatment of metals and alloys, EHTS-TMS-Cairo. 2004. P. 199-207.
11. ГОСТ 4784-97. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. - Введ. 2000-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1997. 21 с.
12. Gowrishankar M.C., Hiremath P., Shettar M. et al. Experimental validity on the casting characteristics of stir cast aluminium composites // Journal of Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9. Iss. 3. P. 3340-3347. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.01.028.
13. Зборщик А.М. Специальные методы литья: конспект лекций /Зборщик А.М. Донецк: ГВУЗ «ДонНТУ», 2007. 158 с.
14. Effects of Si on the aging behaviour and formability of aluminium alloys based on AA6016 / S. M. Hirth [and etc.] // Materials Science and Engineering. 2001. V. 319-321. P. 452-456.
15. Батаев А. А. Композиционные материалы: строение, получение, применение / А. А. Батаев, В. А. Батаев. Новосибирск: НГТУ, 2002. - 384 с.
