ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ДРЕВЕСНО-МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Шевелева Е.В., Муратов Д.И. (БГИТА, г. Брянск, РФ)
Bases of formation of structure and properties of wood-metal materials
Во многих случаях решения задачи обеспечения работоспособности узлов трения деревообрабатывающего оборудования целесообразно использование древесно-металлических композиционных материалов, благоприятное формирование эксплуатационных свойств которых в значительной степени определяется их объемной и поверхностной структурой.
Повышение уровня работоспособности древесно-металлических композиционных материалов обеспечивается посредством целесообразного выбора состояния древесной основы, формы, дисперсности и закона объемного и пространственного распределения металлической фазы в объеме вкладыша подшипника скольжения.
Для формирования эксплуатационных свойств, определяющих работоспособность узлов трения, разрабатывалась схема взаимосвязи эксплуатационных особенностей подшипников скольжения, факторов, обеспечивающих управление уровнем работоспособности и возможных путей ее оптимизации. На основании проведенных исследований были приняты следующие принципы формирования древесно-металлической композиции.
Выбирается состав и структура древесно-металлического композиционного материала в зависимости от условий нагружения подшипникового узла и прогнозируемого температурного режима его эксплуатации, а также с учетом целесообразности использования металлических элементов различной формы с учетом достижения различной концентрации металлической фазы по толщине вкладыша.
Предлагаются способы формирования благоприятного уровня объемных и поверхностных триботехнических свойств древесно-металлических композиций, включающие различные варианты имплантации металлической фазы в объем древесины, пути модификации последней путем пропитки и уплотнения, а также обосновываются условия и режимы механической обработки функциональных поверхностей вкладышей подшипников скольжения.
Обосновываются принципы обеспечения повышения фрикционных характеристик и износостойкости рабочих поверхностей подшипников скольжения за счет достижения благоприятного соотношения на них древесной и металлической составляющих и реализации возможностей протекания избирательного переноса на фрикционном контакте за счет создания тонких аморфных пленок и их активного участия в протекании процесса трения.
Рассматриваются технологические приемы обеспечения требуемых параметров поверхностного слоя при механической обработке древесно-металлических композиционных подшипниковых материалов. Характер протекания процесса резания определяется степенью закрепления металлической фазы в матрице, сопротивлением имплантированного металла срезанию, величиной касательной силы резания, определяемой в основном прочностными характеристиками материала, уровнем срезания частицы, угловыми характеристиками используемых инструментов и их износостойкостью.
Предлагаемые материалы с повышенными триботехническими свойствами рекомендуется использовать в узлах трения, подверженных воздействию динамических нагрузок, действию абразива в зоне контакта, воспринимающих вибрации.