Statyczno-kinetyczne charakterystyki kompozytów polimerowych zawierających zdyspergowany politetrafluoroetylen

• Autorzy: Pawelec Z. , Kowalewski P.

Warianty tytułu

EN

Static and dynamic characteristics of the polymer composites containing dispersed polytetrafluorethylene

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego regeneracyjnych kompozytów metalopolimerowych w ruchu posuwisto-zwrotnym. Osnową kompozytów była żywica epoksydowa napełniona proszkiem żelaza, a jako dodatek niskotarciowy zastosowano polimer termoplastyczny – tarflen otrzymywany metodą suspensyjną. Sporządzono serię kompozytów o zawartości 5, 10 i 15 cz. wag. politetrafluoroetylenu (PTFE). Do sieciowania kompozytów zastosowano poliaminę alifatyczną (trietylenotetraaminę). Proces sieciowania prowadzono w temperaturze pokojowej. Do wyznaczenia współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego skojarzeń kompozy–stal wykorzystano specjalistyczne stanowisko, z układem przystosowanym do badania tarcia ślizgowego w ruchu posuwisto-zwrotnym. Według opracowanej metodyki zbadano również podatność badanych skojarzeń materiałowych na występowanie efektu stick-slip. Pomiary wykonano przy różnych naciskach jednostkowych charakterystycznych dla układów prowadnicowych obrabiarek skrawających (0,5; 1,0; 1,5 i 2,0 MPa). Wyznaczono również statyczno-dynamiczne charakterystyki tarcia typowego skojarzenia materiałowego w układach prowadnicowych: stal–stal. Na podstawie otrzymanych wyników badań stwierdzono, że zastosowany jako modyfikator właściwości kompozytów politetrafluoroetylen wpływa korzystnie na charakterystyki tribologiczne kompozytów. Skojarzenie kompozyt–stal charakteryzuje się mniejszym współczynnikiem tarcia statycznego i mniejszą podatnością na występowanie efektu stick-slip niż klasyczne skojarzenie materiałowe stal–stal.

EN

The paper presents the results of static and dynamic friction force measurements for metal-polymer regeneration composites obtained in a reciprocating motion. The composite matrix was epoxy resin filled with iron powder, and a solid lubricant – polytetrafluoroethylene – tarflen obtained by suspension method. The composites with various quantitative contents of polytetrafluoroethylene (PTFE) 5, 10 and 15% were prepared. The composites were cross-linked at room temperature. The static and dynamic friction coefficient of composite-steel tribosystems was measured by means of a special test rig with a tribosystem adapted for sliding friction investigation under reciprocation motion. Using the elaborated methodology the stick-slip phenomena occurred in the investigated tribosystems was analysed. The measurements were performed under various unit pressures typical for the sliding guides in cutting machines (0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 MPa). As a reference the static and dynamic characteristics of the steel – steel tribosystem was investigated. On the basis of obtained test results, it was concluded that polytetrafluoroethylene used as a friction modifier improves the tribological properties of the composite. The composite-steel tribosystem shows lower static friction coefficient and reduced stick-slip phenomena than conventional steel-steel tribosystem.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt polimerowy; smary stałe; tarcie suche; współczynnik tarcia; właściwości mechaniczne

EN

polymer composite; solid lubricants; dry friction; friction coefficient; mechanical properties

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 2
• Strony: 115--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Pawelec Z.

• Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

autor

Kowalewski P.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, Polska

Bibliografia

• 1. Królikowski W.: Nowoczesne konstrukcyjne polimerowe materiały kompozytowe. Kompozyty, 2002, 2, 3, 16–24.
• 2. Kozlov H.V., Burya O.I., Aloev V.Z.: Application of fractal fracture mechanics to polymer and polymeric composites. Materials Sci., 2004, 40, 4, 491–496.
• 3. Pawelec Z., Molenda J.: Tribological wear of metal-polymer composites in the presence of abrasives Kompozyty, 1/2011, 23–29.
• 4. Ping-Hua Wang, Yuen-Zhu Wu, Qing-Ren Zhu: Polymer metal composite particles: polymer core and metal shell. J. Mater. Sci., 2002, 21, 1825–1828.
• 5. Zieliński J.: Blendy i kompozyty polimerowe. Polimery, 2002, 5, 305–309.
• 6. Marchelek K.: Dynamika obrabiarek. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1991.
• 7. Zhang S., L. and Jeffrey M. Valentine: Stick-slip and temperature effect in the scratching of materials. Tribology Letters, Vol. 12, No 4, 2002.
• 8. Okulik T., Powała B., Marchelek K.: Dynamika układu prowadnicowego montowanego z wykorzystaniem warstwy tworzywa EPY. Modelowanie Inżynierskie nr 40 Gliwice 2010.
• 9. Olszak W.: Obróbka skrawaniem, WNT, Warszawa 2008.
• 10. Oczoś K.E.: Trendy rozwojowe obrabiarek produkcyjnych. Mechanik 5-5/2003.