Influence of graphited dust on the abrasion processes of composite material based on polytetrafluoroethylene

Abstract

UK: Purpose. Study of the influence of graphitized dust on abrasive wear of polytetrafluoroethylene-based composites. Research methods. Experimental studies were performed using modern methods of physical and mechanical tests, which ensures the reliability of the results. A laboratory mixer with a rotating electromagnetic field and a hydraulic table press TU 10003 TORIN were used for the production of samples. Weighing of samples for experiments was carried out on a VLR-200 scale, abrasion assessment was carried out on a HECKERT machine. The friction surfaces were studied using a BIOLAM-M microscope. Results. The conducted studies showed that the index of abrasive wear of the composite with a polytetrafluoroethylene matrix decreases from 2.974 mm3/m to 2.539 mm3/m with a content of 10 % of graphitized dust. This helps to increase the service life of parts, which will reduce the frequency of their replacement, as well as reduce production costs. Given that graphitized dust is a waste of metallurgical production, its secondary use as a filler for composite materials allows to partially solve the environmental problem of disposal of production waste. Scientific novelty. Today, the production of products from composite materials is one of the promising directions of production, because the combination of a polymer matrix with various fillers makes it possible to obtain more economically profitable materials, forming the necessary physical properties. The possibility of using production waste as a filler allows solving the current problem of recycling and disposal of environmentally harmful substances. Therefore, the conducted research opens up new ways to solve a complex of environmental and economic problems. Practical value. The obtained results are important in the further process of manufacturing composite materials. The ability to increase the resistance of the material to abrasive abrasion allows the production of parts that work in friction conditions. EN: Мета роботи. Дослідження впливу графітизованого пилу на абразивне стирання композитів на основі політетрафторетилену. Методи дослідження. Експериментальні дослідження виконані із застосуванням сучасних методів фізичних та механічних випробувань, що забезпечує достовірність отриманих результатів. Для виготовлення зразків використано лабораторний змішувач з обертальним електромагнітним полем та гідравлічний настільний прес ТУ 10003 TORIN. Зважування зразків для дослідів проведено на вагах ВЛР-200, оцінка стирання – на машині HECKERT. Вивчення поверхонь тертя проведено за допомогою мікроскопу БІОЛАМ-М. Отримані результати. Проведені дослідження показали, що показник абразивного стирання композиту з матрицею політетрафторетилену зменшується з 2,974 мм3/м до 2,539 мм3/м при вмісту 10 % графітизованого пилу. Це сприяє збільшенню терміну служби деталей, що знизить частоту їх заміни, а також дозволить знизити витрати виробництва. Враховуючи, що графітизований пил є відходом металургійного виробництва, вторинне його використання в якості наповнювача для композитних матеріалів дозволяє частково вирішити екологічну проблему утилізації відходів виробництва. Наукова новизна. На сьогодні виготовлення виробів із композитних матеріалів є одними із перспективних напрямків виробництва, адже поєднання полімерної матриці з різними наповнювачами дає можливість отримувати більш економічно вигідні матеріали, формуючи необхідні фізичні властивості. Можливість використання в якості наповнювача відходів виробництва дозволяє вирішити актуальну проблему сьогодення щодо вторинної переробки та утилізації шкідливих для екології речовин. Тому проведені дослідження відкривають нові шляхи до вирішення комплексу екологічних та економічних проблем. Практична цінність. Одержані результати мають важливе значення в подальшому процесі виробництва композитних матеріалів. Можливість підвищення стійкості матеріалу до абразивного стирання дозволяє виготовляти деталі, які працюють в умовах тертя.