ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ КОМПОНЕНТОВ НА ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕЗЬБОВЫХ ПОКРЫТИЙ

В рамках разработки материала, образующего на резьбовой поверхности труб и муфт многофункциональное покрытие, установлены требования, предъявляемые к покрытию. Одним из основных требований является возможность проведения многократного свинчивания резьбового соединения без повреждения резьбы. Необходимость получения высокого уровня антифрикционных свойств покрытия обусловила проведение исследований влияния антифрикционных добавок различной природы действия на трибологические свойства покрытия: уменьшение коэффициента трения сопряженных поверхностей и обеспечение стойкости покрытия к истиранию. Для определения влияния антифрикционных добавок различной природы действия на функциональные свойства покрытия проведены сравнительные лабораторные испытания резьбовых покрытий, содержащих различные антифрикционные добавки, в условиях трения скольжения при возвратно-поступательном перемещении по схеме «неподвижная пластина - палец». В качестве антифрикционных компонентов использованы графит, дисульфид молибдена и политетрофторэтилен (ПТФЭ), которые имеют различные антифрикционные свойства. Испытания проведены также для покрытий, содержащих комплекс добавок: графит - ПТФЭ, дисульфид молибдена - ПТФЭ. Трибологические свойства получаемых покрытий оценивали по величине коэффициента трения и стойкости покрытия к истиранию. Для выбора оптимальных концентраций антифрикционных компонентов проведены испытания материалов, содержащих комплекс добавок с различной концентрацией графита и дисульфида молибдена. В целях подтверждения результатов лабораторных испытаний проведены натурные испытания в заводских условиях при нанесении выбранных покрытий на резьбовую поверхность муфты и трубы. В результате проведенных исследований установлено положительное влияние комплексного использования антифрикционных компонентов. Определены системы антифрикционных компонентов (графит - ПТФЭ и дисульфид молибдена - ПТФЭ) и их оптимальные концентрации (графита и дисульфида молибдена - 8 масс. %, ПТФЭ - 6 масс. %) в материале резьбового покрытия. Результаты лабораторных исследований подтверждены натурными испытаниями в заводских условиях.

резьбовое смазочное покрытие, трибологические свойства, антифрикционные компоненты, коэффициент трения, стойкость к истиранию

1. Москвитин Г.В., Биргер Е.М., Поляков А.Н., Полякова Г.Н. Современные упрочняющие покрытия критических деталей механизмов и инструмента // Металлообработка. 2015. № 2. С. 22-27.

2. Емельянов А.В., Токарев А.В. Новое решение проблемы герметичности резьбовых соединений обсадных колонн с использованием «Технологии чистого свинчивания» // Бурение и нефть. 2012. № 2. С. 46-48.

3. Рибальта Хесус Касар, Делльерба Диего Николас, Каркагно Габриэль Эдуардо. Трубные соединения с улучшенной герметичностью, смазыванием и коррозионной стойкостью : патент ЕАПО № 201370020; заяв. от 20.07.2011; опубл. 29.09.2017.

4. Рибальта Хесус Касар, Делльерба Диего Николас, Каркагно Габлтэль Эдуардо. Трубные соединения с улучшенной герметичностью, смазыванием и коррозионной стойкостью : патент ЕАПО № 201790346; заяв. от 20.07.2011; опубл. 30.06.2017.

5. Гард Э., Пинель Э., Пети М., Гуидер М. Устойчивый к образованию задиров резьбовый трубный компонент и способ нанесения покрытия на указанный компонент : патент ЕАПО № 020833; заяв. от 10.12.2010; опубл. 27.02.2015.

6. Питман Манкольм. Уплотнение соединительного устройства : патент ЕАПО № 201171057; заяв. от 12.02.2010; опубл. 30.03.2012.

7. Пинель Элит, Гард Эрик, Баудин Николя. Смазочный состав с адаптивным коэффициентом трения для резьбового элемента составной части трубных резьбовых соединений : патент ЕАПО № 017185; заяв. от 04.04.2008; опубл. 30.10.2012.

8. Брейтуэйт Е.Р. Твердые смазочные материалы и антифрикционные покрытия. М.: Химия, 1967. 320 с.

9. Кутьков А.А. Износостойкие антифрикционные покрытия. М.: Машиностроение, 1976. 151 с.

10. Сафина Г.Ф., Нонишнева Н.П., Дыскина Б.Ш. Исследование пористой структуры графита для сицилирования // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия. 2018. Т. 10. № 4. С. 5-11.

11. Иванов В.В., Марченко Ю.В. Перспективы применения дисульфида молибдена для формирования вибрационных механохимических твердосмазочных покрытий // Вестник Донского государственного технического университета. 2010. Т. 10. № 3. С. 381-385.

12. Маркова М.А., Готовцева М.Е. Исследование композитов на основе ПТФЭ и углеродных наполнителей // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2017. Т. 3. № 1. C. 87-93.

13. Васильев А.П., Охлопкова А.А., Стручкова Т.С., Алексеев А.Г., Иванова З.С. Разработка антифрикционных материалов на основе политетрафторэлитена с углеродными волокнами // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2017. № 3. С. 39-47.

14. Павлов А.В., Меркулова Ю.И., Зеленская А.Д., Железняк В.Г. Износостойкость лакокрасочных покрытий (обзор литературы) // Лакокрасочные материалы и их применение. 2018. № 1-2. С. 40-43.

15. Васин В.А., Прожега М.В., Сомов О.В. Исследование трибологических свойств пиролитических карбидохромовых покрытий // Известия высших учебных заведений. Порошкова металлургия и функциональные покрытия. 2014. № 2. С. 50-54.

16. Шевчуков А.П., Сенатов Ф.С., Чердынцев В.В. Исследование трибологических свойств композиционных покрытий на основе полисульфона // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 5. С. 125-130.

17. Заславский Ю.С. Трибология смазочных материалов. М.: Химия, 1991. 240 с.

18. Ипатов А.Г., Харанжевский Е.В., Стрелкин С.М., Шмыков С.Н. Исследование триботехничесских свойств металлополимерных покрытий системы «Б83-МоS2-Ф4» // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 3. С. 14-20.

19. Данилова С.Н., Охлопкова А.А., Гаврильева А.А., Охлопкова Т.А., Борисова Р.В., Дьяконов А.А. Износостойкие полимерные композиционные материалы с улучшенным межфазным взаимодействием в системе полимер-волокно // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2016. № 5. С. 80-92.

20. Кузнецова В.А., Деев И.С. Железняк В.Г., Силаева А.А. Износостойкие лакокрасочные покрытия с квазикристаллическим наполнителем // Труды ВИАМ. 2018. № 3. С. 68-76.