Study of the mechanism of abrasive wear of polymer composites with dispersed filler

A. M. Mikhalchenkov; I. N. Kravchenko; Yu. I. Filin; I. V. Kozarez; S. A. Velichko; M. N. Erofeev

doi:10.17073/1683-4518-2022-3-57-61

Study of the mechanism of abrasive wear of polymer composites with dispersed filler

A. M. Mikhalchenkov, I. N. Kravchenko, Yu. I. Filin, I. V. Kozarez, S. A. Velichko, M. N. Erofeev

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-3-57-61

Full Text:

Abstract

The mechanism of abrasive wear of dispersed-filled epoxy-based composites in a medium with a loose abrasive is substantiated and described, which consists in removing anti-abrasive filler particles from the total mass of the substance as the matrix wears out. In this case, the violation of their equilibrium occurs through separation, shear and rotation, depending on the parameters of the power loading circuit. The force required to remove particles from the matrix is governed by their size, shape, spatial arrangement, internal adhesive strength, the area of contact with the matrix («gluing»), as well as physicomechanical and tribotechnical properties.

Keywords

abrasive wear, wear mechanism, polymer composite, adhesive strength, wear resistance, epoxy matrix, dispersed filler, power circuit,

About the Authors

A. M. Mikhalchenkov

Брянский государственный аграрный университет
Russian Federation

I. N. Kravchenko

Институт машиноведения имени А.А. Благонравова Российской академии наук» (ИМАШ РАН); Российский государственный аграрный университет ― МСХА имени К.А. Тимирязева
Russian Federation

Yu. I. Filin

Брянский государственный аграрный университет
Russian Federation

I. V. Kozarez

Брянский государственный аграрный университет
Russian Federation

S. A. Velichko

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва
Russian Federation

M. N. Erofeev

Институт машиноведения имени А. А. Благонравова Российской академии наук» (ИМАШ РАН)
Russian Federation

References

1. Кац, Г. С. Наполнители для полимерных композиционных материалов : справочное пособие / Г. С. Кац, Д. В. Милевски ; под ред. П. Г. Бабаевского ; пер. с англ. ― М. : Химия, 1981. ― 736 с.

2. Краснов, А. П. О систематизации нанонаполнителей полимерных композитов / А. П. Краснов, В. Н. Адериха, О. В. Афоничева [и др.] // Трение и износ. ― 2010. ― Т. 31, № 1. ― С. 93‒108.

3. Кочергин, Ю. С. Влияние дисперсных наполнителей на износостойкость эпоксидно-каучуковых композиционных материалов / Ю. С. Кочергин, В. В. Золотарева, Т. И. Григоренко // Вестник БГТУ имени В. Г. Шухова. ― 2017. ― № 7. ― С. 10‒15.

4. Мостовой, А. С. Эпоксидные композиты с повышенными эксплуатационными характеристиками, наполненные дисперсными минеральными наполнителями / А. С. Мостовой, А. С. Нуртазина, Ю. А. Кадыкова // Вестник Воронежского гос. ун-та инженерных технологий. ― 2018. ― Т. 80, № 3 (77). ― С. 330‒335.

5. Trunilina, A. V. Polymer composites with biodegradative properties / A. V. Trunilina, N. I. Baurova // Polym. Sci. Ser. D. ― 2019. ― Vol.12, № 2. ― P. 167‒169.

6. Сугоняко, Д. В. Диоксид кремния как армирующий наполнитель полимерных материалов / Д. В. Сугоняко, Л. А. Зенитова // Вестник технологического университета. ― 2015. ― Т. 18, № 5. ― С. 94‒100.

7. Лыга, Р. И. Эпоксидные композиты, содержащие диоксид кремния и диоксид титана / Р. И. Лыга, В. М. Михальчук // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. ― 2021. ― № 3. ― С. 17‒25.

8. Михальченков, А. М. Практическое применение эпоксидно-песчаных композитов для повышения ресурса и стойкости к абразивному изнашиванию восстановленных штампосварных лемехов / А. М. Михальченков, А. И. Купреенко, Ю. И. Филин // Клеи. Герметики. Технологии. ― 2018. ― № 5. ― С. 36‒41.

9. Шейнман, Е. Л. Абразивный износ. Обзор американской печати / Е. Л. Шейман // Трение и износ. ― 2005. ― Т. 26, № 1. ― С. 100‒111.

10. Мусохранов, М. В. Физическая модель абразивного изнашивания деталей машин / М. В. Мусохранов // Электронный журнал: наука, техника и образование. ― 2017. ― № 3 (14). ― С. 100‒104.

11. Бутаков, Б. И. Повышение долговечности изделий с помощью поверхностного пластического деформирования / Б. И. Бутаков, В. А. Артюх, О. А. Анисимов, А. Т. Удодов // Тяжелое машиностроение. ― 2006. ― № 9. ― С. 26‒32.

12. Бутаков, Б. И. Современное состояние проблемы повышения износостойкости деталей поверхностным пластическим деформированием / Б. И. Бутаков, В. А. Артюх // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. ― 2009. ― № 46. ― С. 10‒13.

13. Кравченко, И. Н. Технологические основы упрочнения и восстановления деталей термопластическим деформированием при ремонте машин : монография / И. Н. Кравченко, В. И. Котельников, А. Ф. Пузряков [и др.]. ― М.: Эко-Пресс, 2010. ― 252 с.

14. Михальченков, А. М. Влияние эпоксидно-песчаных покрытий различных составов на процесс изнашивания, специфику износа и ресурс плужных лемехов / А. М. Михальченков, С. А. Феськов, А. А. Осипов, А. С. Кононенко // Клеи. Герметики. Технологии. ― 2020. ― № 1. ― С. 45‒48.

15. Mikhalchenkov, A. M. Abrasive resistance of epoxy-based composites with fillers based on tool sharpening sludge / A. M. Mikhalchenkov, I. V. Kozarez, S. A. Feskov [et al.] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. ― 2021. ― Vol. 50, № 3. ― P. 269‒273.

16. Чичинадзе, А. В. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / А. В. Чичинадзе, Э. Д. Браун, Н. А. Буше [и др.] ; под общ. ред. А. В. Чичинадзе. ― 2-е изд., перераб. и доп. ― М. : Машиностроение, 2001. ― 664 с.

17. Дроздов, Ю. Н. Прикладная трибология (трение, износ, смазка) / Ю. Н. Дроздов, Е. Г. Юдин, А. И. Белов; под ред. Ю. Н. Дроздова. ― М. : Эко-Пресс, 2010. ― 604 с.

18. Филин, Ю. И. Методика определения стойкости к абразивному изнашиванию клееполимерных дисперсных композитов при оптимизации их состава / Ю. И. Филин, Т. А. Ермакова, М. А. Михальченкова // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. ― 2016. ― № 3 (55). ― С. 49‒55.

19. Mostovoy, A. S. Effect of finely dispersed chromite on the physicochemical and mechanical properties of modified epoxy composites / A. S. Mostovoy, A. S. Nurtazina, I. N. Burmistrov, Y. A. Kadykova // Russ. J. Appl. Chem. ― 2018. ― Vol. 91, № 11. ― Р. 1758‒1766.

20. Сачек, Б. Я. Исследование триботехнических свойств и структуры антифрикционных железосодержащих алюминиевых сплавов / Б. Я. Сачек, А. М. Мезрин, О. О. Щербакова [и др.] // Трение и износ. ― 2018. ― Т. 39, № 3. ― С. 259‒268.

21. Mikhalchenkov, A. M. The effect of the concentration of components and dispersion of particles of filler of epoxy-sand composite on hardness and its relationship with abrasive wear resistance / A. M. Mikhalchenkov, A. S. Kononenko, A. A. Tyureva, I. V. Kozarez // Polym. Sci. Ser. D. ― 2021. ― Vol. 14, № 1. ― Р. 17‒20.

Supplementary files

For citation: Mikhalchenkov A.M., Kravchenko I.N., Filin Y.I., Kozarez I.V., Velichko S.A., Erofeev M.N. Study of the mechanism of abrasive wear of polymer composites with dispersed filler. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;(3):57-61. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-3-57-61

Refbacks

There are currently no refbacks.

ISSN 1683-4518 (Print)

Username
Password