Preview

Вестник Донского государственного технического университета

Расширенный поиск

Влияние концентрации органической кислоты в составе смазки на трибологические характеристики пары трения

https://doi.org/10.23947/1992-5980-2019-19-1-24-30

Полный текст:

Аннотация

Введение. Статья посвящена исследованию возможности использования в качестве присадки к смазочной композиции одноосновных карбоновых кислот и изучению их влияния на эволюцию коэффициента трения пары латунь-сталь, а также изучению морфологии формирующихся при трении поверхности пленок. Целью работы являлось изучение влияния концентрации карбоновых кислот в составе смазочной композиции на эволюцию коэффициента трения пары сплав медь-сталь.

Материалы и методы. Проведены трибологические исследования пары трения латунь-сталь в водных растворах одноосновных карбоновых кислот с концентрациями 0,025; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 моль/л. С помощью растровой электронной микроскопии изучена морфология поверхности сервовитной пленки, формирующейся на стальном диске после фрикционного взаимодействия пары трения латунь-сталь в водных растворах кислот с концентрацией 0,1 моль/л.

Результаты исследования. Изучены трибологические характеристики трибосопряжения латунь-сталь в водных растворах карбоновых кислот различной концентрации. Установлена оптимальная концентрация кислоты в составе смазки, при которой в результате трения пары латунь 59-сталь 40Х реализуется избирательный перенос и достигается режим безызносного трения. Обнаружено снижение коэффициента трения до 0,009 и 0,007 при трении в водных растворах валериановой и капроновой кислот соответственно. С помощью растровой электронной микроскопии выявлено формирование на стальной поверхности антифрикционной пленки. Установлено, что пленка, формирующаяся в водном растворе капроновой кислоты, имеет более плотную структуру, в сравнении с пленкой, формирующейся при
трении в водных растворах масляной и капроновой кислот.

Обсуждение и заключения. В результате трибологических исследований пары трения латунь-сталь в водных растворах кислот выявлено, что оптимальной молярной концентрацией кислоты в составе смазки является концентрация 0,1 моль/л. При этой концентрации кислоты достигаются значения коэффициента трения, характерные для режима безызносности. Выявлено, что изменение концентрации кислоты приводит либо к увеличению значений коэффициента трению, либо к незначительному его снижению. При этом увеличение концентрации кислоты сопровождается коррозионными процессами на поверхности пары трения.

Об авторах

В. Э. Бурлакова
Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону
Россия

Бурлакова Виктория Эдуардовна, заведующий кафедрой «Химия», доктор технических наук, профессор,

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1






Е. Г. Дроган
Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону
Россия

Дроган Екатерина Геннадьевна, младший научный сотрудник лаборатории «Гибридный функциональные материалы на основе графена»

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1





Список литературы

1. Calhoun, S. F. Antiwear and extreme pressure additives for greases, Tribology Transactions, 1960, vol. 3, pp. 208—214. DOI: 10.1080/05698196008972405

2. Ettefaghi, E., Ahmadi, H., Rashidi, A., Mohtasebi, S. S., Alaei, M. Experimental evaluation of engine oil properties containing copper oxide nanoparticles as a nanoadditive, International Journal of Industrial Chemistry, 2013, vol. 4, pp.1–6. DOI: 10.1186/2228-5547-4-28

3. Wu, Y., Tsuia, W., Liub, T. Experimental analysis of tribological properties of lubricating oils with nanoparticle additives. Wear, 2007, vol. 262, pp. 819–825. DOI: 10.1016/j.wear.2006.08.021

4. Su, F., Chen, G., Huang, P. Lubricating performances of graphene oxide and onion-like carbon as waterbased lubricant additives for smooth and sand-blasted steel discs. Friction, 2018, pp. 1–11. DOI: 10.1007/s40544-018-0237-3

5. Кужаров, А. С. Нанотрибология водных растворов карбоновых кислот при трении бронзы по стали / А. С. Кужаров [и др.] // Инновации, экология и ресурсосберегающие технологии : материалы XI междунар. науч.-техн. форума. — Ростов-на-Дону, 2014. — С. 712–717.

6. Бурлакова, В. Э. Влияние природы органической компоненты на триботехнические свойства системы «бронза-водный раствор карбоновой кислоты-сталь» / В. Э. Бурлакова [и др.] // Вестник Донского гос. техн. ун-та. — 2015. — Т. 15,№. 4 (83). — С. 63–68. DOI: 10.12737/16067

7. Yu, H. et al. Tribological properties and lubricating mechanisms of Cu nanoparticles in lubricant. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2008. vol. 18, no. 3, pp. 636–641. DOI: 10.1016/S1003-6326(08)60111-9

8. Hu, Z.S, Lai, R., Lou, F., Wang, L., Chen, Z., Chen, G., et al. Preparation and tribological properties of nanometer magnesium borate as lubricating oil additive. Wear, 2002, vol. 252, pp. 370–374. DOI: 10.1016/S0043-1648(01)00862-6

9. Rastogi, R., Yadav, M., Bhattacharya, A. Application of molybdenum complexes of 1-aryl-2,5-dithiohydrazodicarbonamides as extreme pressure lubricant additives. Wear, 2002, vol. 252, no 9–10, pp. 686–692. DOI: 10.1016/S0043-1648(01)00878-X

10. Kragelsky IV, Alisin VV. Friction wear lubrication: tribology handbook. Elsevier; 2016, P. 263.

11. Бурлакова, В. Э. Трибоэлектрохимия эффекта безызносности. — Изд. центр ДГТУ, 2005. — 211 с.

12. Burlakova, V. E., Milov, A. A., Drogan, E. G. Nanotribology of Aqueous Solutions of Monobasic Carboxylic Acids in a Copper Alloy‒Steel Tribological Assembly. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2018, vol. 12, no. 6, pp. 1108–1116. DOI: 10.1134/S1027451018050427

13. Бурлакова, В. Э. Влияние состава смазочной среды на структуру поверхностных слоев формирующейся при трении сервовитной пленки / В. Э. Бурлакова [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. — 2019. — № 4. DOI: 10.1134/S0207352819040061

14. Myshkin, N. K. Friction transfer film formation in boundary lubrication / N. K. Myshkin. Wear, 2000. vol. 245, Iss. 1-2, pp. 116–124. DOI: 10.1016/S0043-1648(00)00472-5

15. Bulgarevich, S. B. Boiko, M. V., Feizova, V. A., Akimova, E. E. Effect of pressure on chemical reactions in the zone of direct friction contact of systems with selective transfer. Journal of Friction and Wear, 2011, vol. 32, Iss. 3, pp. 145–149. DOI: 10.3103/S1068366611030020

16. Бурлакова, В. Э. Механические свойства сервовитных пленок, формирующихся при трении в водных растворах карбоновых кислот / В. Э. Бурлакова [и др.] // Вестник Донского гос. техн. ун-та. — 2018. — Т. 18, №. 3.— С. 280–288. DOI: 10.23947/1992-5980-2018-18-3-280-288

17. Бурлакова, В. Э. Влияние наноразмерных кластеров меди на триботехнические свойства пары трения сталь-сталь в водных растворах спиртов / В. Э. Бурлакова, Ю. П. Косогова, Е. Г. Дроган // Вестник Донского гос. техн. ун-та. — 2015. — Т. 15, № 2(81). — С. 41–47. DOI: 10.12737/11590

18. Бурлакова, В. Э. Трибологические возможности пары трения латунь-сталь в водных растворах органических кислот / В. Э. Бурлакова, Е. Г. Дроган, Д. Ю. Геращенко // Трибология-машиностроению : труды XII междунар. науч.-техн. конф., посвященной 80-летию ИМАШ РАН. — Ижевск, 2018. — С. 92–95.

19. Мухортов, И. В. Полимолекулярная адсорбция смазочных материалов и ее учет в теории жидкостного трения / И. В. Мухортов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. — 2011. — №. 31 (258). — С. 62–67.

20. Буяновский, И. А. Ориентационная упорядоченность граничных слоев и смазочная способность масел / И. А. Буяновскийи, З. В. Игнатьева, В. А. Левченко, В. Н. Матвеенко // Трение и износ. — 2008. — Т. 29, №. 4. — С. 375–381.

21. Новоселова, М. В. Трибологические свойства тонких пленок жирных кислот / М. В. Новоселова, М. П. Вильмс // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Физика. — 2011. — №. 15. — С. 86–91.

22. Garkunov D. N. Scientific Discoveries in Tribotechnologies. No-wear effect under friction: Hydrogen wear of metals. – 2007.


Для цитирования:


Бурлакова В.Э., Дроган Е.Г. Влияние концентрации органической кислоты в составе смазки на трибологические характеристики пары трения. Вестник Донского государственного технического университета. 2019;19(1):24-30. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2019-19-1-24-30

For citation:


Burlakova V.E., Drogan E.G. Effect of organic acid concentration in lubricant on tribological characteristics of friction couple. Vestnik of Don State Technical University. 2019;19(1):24-30. (In Russ.) https://doi.org/10.23947/1992-5980-2019-19-1-24-30

Просмотров: 72


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-5980 (Print)
ISSN 1992-6006 (Online)