Вакуумные испытания. Покрытия MODENGY были испытаны в экстремальных условиях, характерных для космоса
- Введение
- Материалы и методы испытаний
- Результаты испытаний
Введение
Твердые смазочные вещества получили широкое распространение для снижения износа узлов космического оборудования еще в прошлом веке. Они стали эффективной заменой классических смазок, теряющих свои свойства в экстремальных условиях и ставших причиной ряда отказов механизмов. Одни из наилучших результатов демонстрирует дисульфид молибдена.
Его высокая радиационная стойкость, способность работать при экстремально высоких температурах и низкий коэффициент трения в вакууме делают материал одним из главных компонентов смазочных составов для космической техники.
Антифрикционные твердосмазочные покрытия на основе дисульфида молибдена, после отверждения образующие на поверхностях деталей матрицу связующего с распределенными в ее ячейках высокодисперсными частицами твердой смазки, были испытаны в режимах эксплуатации, характерных для космоса – в вакууме при нагреве до +250 °C, а также в нормальных условиях – на воздухе при +20 °C.
Материалы и методы испытаний
Опыты были осуществлены научными сотрудниками ИМАШ РАН им. А.А. Благонравова и НИУ МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Стендовый доклад с итогами был представлен на конференции «Поликомтриб-2022», а также опубликован в сборнике тезисов (ПОЛИКОМТРИБ-2022: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. — Гомель: ИММС НАН Беларуси, 2022. — 107 с.).
В процессе эксперимента были использованы пять образцов антифрикционных твердосмазочных покрытий c дисульфидом молибдена, которые производятся российским предприятием «Моденжи» в городе Брянске, – MODENGY 1002, MODENGY 1005, MODENGY 1006, MODENGY 1014 и MODENGY 1053.
Они отличаются по типу использованного в составе связующего вещества, режимам отверждения, антифрикционным, противокоррозионным и прочим эксплуатационным характеристикам.
Образцы, на которые были нанесены покрытия, были подвергнуты предварительной обработке. Антифрикционные материалы были нанесены на них методом распыления и отверждены согласно технологической инструкции на каждое покрытие.
Опыты были проведены на триботехническом вакуумном стенде «ВС-01» (рис.1). Испытания осуществлялись согласно стандарту ASTM G133 по схеме «шар по плоскости».
Рис. 1. Трибологический вакуумный стенд «ВС-01»
Результаты испытаний
График средних значений коэффициента трения твердосмазочных материалов в вакууме при нагреве и на воздухе без нагрева представлен на рисунке 2.
Рис. 2. Средние значения коэффициента трения в вакууме и на воздухе при температурах +250 °C и +20 °C соответственно
*по результатам одного опыта, требуются повторные испытания
Наилучший результат в вакууме показало покрытие MODENGY 1014, содержащее в своем составе кроме дисульфида молибдена и другое твердое смазочное вещество – политетрафторэтилен. Его коэффициент трения равен 0,029.
Наибольший коэффициент трения, превышающий показатели покрытий остальных марок более чем в 2 раза, продемонстрировало покрытие холодного отверждения MODENGY 1002. По результатам одного опыта он составил 0,126. На воздухе коэффициент трения материала уменьшился. Для подтверждения результата необходимо проведение повторных испытаний.
Коэффициент трения в вакууме MODENGY 1053 был равен 0,052; MODENGY 1005 – 0,034; MODENGY 1006 – 0,058.
Для всех покрытий, кроме MODENGY 1002, характерно многократное повышение коэффициента трения на воздухе. Это связано с негативным воздействием влаги на твердое вещество.