Вплив мікрорельєфу металевих поверхонь субстрату на адгезійні властивості мета-арамідних покриттів

Abstract

Мета. Для покращення триботехнічних властивостей поверхонь деталей прогресивним методом є нанесення полімерного покриття на порівняно дешевий металевий матеріал. Під час вибору полімерів для використання у вузлах тертя, важливими є оцінка їх властивостей, а саме міцності, теплостійкості та зносостійкості. У технологічному процесі нанесення покриттів визначною характеристикою є адгезія полімерів. До умов, що впливають на формування адгезійного контакту, слід віднести стан поверхні субстрату та в’язкість полімерного матеріалу. Метою даної роботи є детальне дослідження впливу природи та мікрорельєфу поверхні субстрата на адгезійну здатність саме мета-араміду. Методика. Для досягнення мети наносили покриття на металеві пластини з вуглецевої сталі Ст3 та мідного сплаву М1, шорсткість поверхні яких змінювали за допомого абразивних шліфувальних кругів. Вихідний матеріал покриття у вигляді дрібнодисперсного порошку розчиняли в диметилацетаміді. Покриття завтовшки 80…100 мкм формувалося шляхом нанесення розчину мета-араміду на поверхню металевого субстрата з наступним випаровуванням розчинника в сушильній шафі за температури 150…160ОС впродовж 45…50 хвилин. Для виведення залежності міцності адгезійного з’єднання мета-арамідного покриття від шорсткості поверхні сталевого та мідного субстрату за різних концентрацій полімерного розчину в роботі проведена математична обробка, апроксимація й екстраполяція, експериментальних даних.

Purpose. In order improving the tribotechnical properties of the surfaces of parts, a progressive method is the application of a polymer coating on a relatively cheap metal material. When choosing polymers for use in friction nodes, it is important to evaluate their properties, namely strength, heat resistance and wear resistance. In the technological process of applying coatings, the adhesion of polymers is a significant characteristic. The condition of the surface of the substrate and the viscosity of the polymer material should be attributed to the conditions affecting the formation of the adhesive contact. The purpose of this work is a detailed study of the influence of the nature and microrelief of the surface of the substrate on the adhesion ability of meta-aramid itself. The methods. To achieve the goal, a coating was applied to metal plates made of carbon steel St3 and copper alloy M1, the roughness of the surfaces of which was changed with the help of abrasive grinding wheels. The starting material of the coating in the form of a finely dispersed powder was dissolved in dimethylacetamide. A coating with a thickness of 80...100 μm was formed by applying a solution of meta-aramid on the surface of a metal substrate, followed by evaporation of the solvent in a drying cabinet at a temperature of 150...160ОС for 45...50 minutes. To determine the strength of the adhesive joint of the meta-aramid coating from the surface roughness of the steel and copper substrate for different concentrations of the polymer solution, mathematical processing, approximation and extrapolation, experimental data were carried out in the work.