Statyczno-kinetyczne charakterystyki tarcia kompozytów polimerowych przeznaczonych do regeneracji prowadnic obrabiarek

W artykule przedstawiono wyniki badań współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego chemoutwardzalnych kompozytów metalopolimerowych na osnowie żywicy epoksydowej, przeznaczonych do regeneracji układów prowadnicowych obrabiarek skrawających. Badaniom poddano serię kompozytów o różnych składach jakościowych i ilościowych. Podstawowym napełniaczem proszkowym kompozytów był proszek żelaza otrzymywany metodą redukcji o określonym składzie chemicznym i granulometrycznym. Jako modyfikatory tarcia zastosowano smary stałe o spójności anizotropowej (grafit i dwusiarczek molibdenu) w układzie pojedynczym i binarnym. Do sieciowania kompozytów zastosowano poliaminę alifatyczną (trietylenotetraaminę). Współczynnik tarcia spoczynkowego i ruchowego wyznaczono na specjalistycznym stanowisku z układem przystosowanym do badania tarcia ślizgowego w ruchu posuwisto-zwrotnym, typowym dla układów prowadnicowych. Pomiary wykonano przy różnych naciskach jednostkowych (0,5; 1,0; 1,5 i 2,0 MPa), przy smarowaniu olejem maszynowym. Zbadano wpływ rodzaju dodatków niskotarciowych oraz obciążenia modelowego węzła tarcia na zmiany współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego kompozytów metalopolimerowych w skojarzeniu ze stalą. Wyznaczono również statyczno-dynamiczne charakterystyki tarcia skojarzenia: stal-stal. Na podstawie analizy otrzymanych wyników badań stwierdzono, że różnica w wielkości współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego zależy istotnie od składu kompozytu polimerowego. Najmniejsza podatność na występowanie efektu stick-slip wykazuje kompozyt zawierający binarny zestaw wewnętrznych smarów stałych o spójności anizotropowej.

The paper presents the results of static and dynamic friction force measurements for chemo-setting metal-polymer composites, made from epoxy resin. The composites are intended for the regeneration of the sliding guides in cutting machines. The composites with various qualitative and quantitative contents were tested. The main powder filler was iron powder of specific chemical content and granulometric distribution obtained by the reduction method. The composites were modified by the addition of anisotropic solid greases (graphite and molybdenum disulphide) one or both. The composites were cross-linked by means of aliphatic polyamine (triethylenetetramine). The static friction coefficient in dry conditions was measured by means of a special test rig with a tribosystem adapted for dry friction investigation under reciprocation motion, which is the typical motion of the guiding systems of cutting tools. The measurements were performed under various unit pressures (0.1, 0.5, 1.0, 1.5, and 2.0 MPa). The effect of the type of friction modifiers and friction couple load on the static and dynamic friction force of metal-polymer composite-steel tribosystems was tested. As a reference, the static and dynamic characteristics of the steel-steel tribosystem were investigated. Based on the obtained test results, it was concluded that static and dynamic friction coefficient depends on the type of modifiers used. The most beneficial results and stick-slip phenomena reduction were obtained for the composites containing mixed anisotropic solid lubricants.