It has been established that carbon plastics are increasingly used in various industries as structural materials. By the set of their properties, carbon plastics outperform steel, cast iron, alloys of non-ferrous metals. However, the application of these materials for parts of machine friction units is still limited due to the difficult operating conditions of modern tribosystems. This work aims to conduct a comprehensive experimental study of the tribological properties of materials in the tribosystem "carbon plastic-metal" taking into consideration their structure, as well as the mechanical-thermal characteristics. Comparative tests of the dependence of the friction coefficient on load for metal and polymeric anti-friction materials have shown a decrease in the friction coefficient for plastics by 3...4 times (textolite, carbotextolite, and carbon-fiber plastics). The influence of the filler orientation relative to the slip plane on the anti-friction properties of carbon-fiber plastics was investigated; it was found that the direction of fiber reinforcement in parallel to the friction area ensures less carbon-fiber plastic wear. A linear dependence of the wear intensity of carbon-fiber plastics, reinforced with graphite fibers, on the heat capacity and energy intensity of the mated steel surface has been established. Based on the microstructural analysis, a layered mechanism of the surface destruction of carbon-fiber plastics was established caused by the rupture of bonds between the fiber parts, taking into consideration the direction of the fibers' location to the friction surface. The results reported here could provide practical recommendations in order to select the composition and structure of materials for the tribosystem "carbon-fiber plastic-metal" to be used in machine friction units based on the criterion of improved wear resistance

Показано, что карбопластики как конструкционные материалы находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности. По комплексу свойств карбопластики превосходят стали, чугуны, сплавы цветных металлов.алюминиевые и титановые сплавы. Но применение этих материалов для деталей узлов трения машин является пока ограниченным вследствие сложных условий эксплуатации современных трибосистем. Целью работы являются комплексные экспериментальные исследования трибологических свойств трибосистемы «карбопластик-металл» с учетом структурного строения, механических и теплофизических характеристик. Сравнительные испытания зависимости коэффициента трения от нагрузки для металлических и полимерных антифрикционных материалов показали снижение коэффициента трения для пластиков в 3…4 раза (текстолит, карботекстолит и карбоволокниты). Исследовано влияние ориентации наполнителя относительно плоскости скольжения на антифрикционные свойства карбоволокнита и выявлено, что направление армирования волокон параллельно площади трения обеспечивает меньший износ карбоволокнита. Установлена линейная зависимость интенсивности износа карбоволокнита, армированного графитированными волокнами от теплоемкости и энергоемкости сопряженной стальной поверхности. На основе микроструктурного анализа установлен послойный механизм поверхностного разрушения карбоволокнита вследствие разрыва связей между частями волокна с учетом направления расположения волокон к поверхности трения. Полученные результаты позволяют давать практические рекомендации для выбора состава и структуры материалов трибоситемы «карбоволокнит-металл» для применения в узлах трения машин по критерию повышенной износостойкости

Встановлено, що карбопластики як конструкційні матеріали знаходять все більш широке застосування в різних галузях промисловості. За комплексом властивостей карбопластики перевершують сталі, чавуни, сплави кольорових металів. Але застосування цих матеріалів для деталей вузлів тертя машин є поки що обмеженим внаслідок складних умов експлуатації сучасних трибосистем. Метою роботи є комплексні експериментальні дослідження трибологічних властивостей матеріалів трибосистеми «карбопластик-метал» з урахуванням структурної будови, механічних та теплофізичних характеристик. Порівняльні випробування залежності коефіцієнту тертя від навантаження для металевих і полімерних антифрикційних матеріалів показали зниження коефіцієнту тертя для пластиків в 3…4 рази (текстоліт, карботекстоліт і карбоволокніт). Досліджено вплив орієнтації наповнювача відносно площини ковзання на антифрикційні властивості карбоволокніту та виявлено, що напрямок армування волокон параллельно площі тертя забезпечує менший знос карбоволокніту. Встановлена лінійна залежність інтенсивності зношування карбоволокніту, армованого графітованими волокнами від теплоємкості та енергоємності спряженої сталевої поверхні. На основі мікроструктурного аналізу встановлений пошаровий механізм поверхневого руйнування карбоволокнітів внаслідок розриву зв’язків між частинами волокна з урахуванням напрямку розташування волокон до поверхні тертя. Отримані результати дозволяють надавати практичні рекомендації для вибору складу і структури матеріалів трибоситеми «карбоволокніт-метал» для застосування у вузлах тертя машин за критерієм підвищеної зносостійкості