1109810748

ków, co zostało potwierdzone w wielu pracach badawczych. W przypadku twardości powierzchni stalowego przedwelementu nie można podać jej optymalnej wartości. W łagodnych warunkach tarcia (małe naciski) lepsze właściwości tribologiczne uzyskuje się przy małych (30-40 HRC) wartościach twardości. Jednak w zakresie dużych wartości nacisku, przy małej twardości stalowego przeciwelementu, następuje zwiększone zużycie powierzchni stalowej ze względu na mniejszą wytrzymałość zmęczeniową stalowych mikronierówności, ścinanych na skutek wielokrotnych oddziaływań z powierzchnią polimeru. W takich przypadkach zaleca się by twardość powierzchni stalowego przeciwelementu była większa od 50 HRC. Jest to uzasadnione także tym, że w skojarzeniach ślizgowych polimer-metal elementem wymiennym na skutek zużycia jest element polimerowy, co wynika głównie z racji ekonomicznych.

4.1.3 Tworzenie polimerowego filmu

Zjawisko powstawania filmu polimerowego podczas tarcia polega na tworzeniu się na powierzchniach polimeru i metalu warstwy ślizgowej zbudowanej z materiału polimerowego. Powoduje ona między innymi to, że tarcie zachodzi pomiędzy powierzchniami polimerowymi a nie bezpośrednio pomiędzy polimerem a metalem. Wyjaśnieniem oraz rolą tego zjawiska w procesie tarcia i zużywania zajmuje się szereg badaczy. Niektórzy z nich (Tabor, Briscoe, Lee) uważali, że przenoszona warstewka PTFE wykazuje bardzo słabą adhezję do podłoża, w związku z czym jest ona łatwa do usunięcia podczas powtórnego ślizgania się po niej elementu z tworzywa. Jednocześnie warstewka ta po usunięciu jest ciągle odnawiana. Badacze ci sugerowali, że siły adhe-zyjne mają naturę sił coulombowskich i oddziaływań Van der Waalsa.

A. Polak opisał mechanizm formowania filmu polimerowego jako proces kilkuetapowy (rys. 3).

b)

warstwa przeniesionego materiału polimerowego

produkty zużycia

warstwa przeniesionego materiału polimerowego

Rys. 3.Model procesu tworzenia filmu polimerowego podczas współpracy pary ślizgowej polimer-metal

a)    początek tworzenia filmu polimerowego - pierwsza warstwa polimeru na wierzchołkach mikronierówności powierzchni metalu.

b)    produkty zużycia wypełniają przestrzenie pomiędzy mikrow zniesieniami.

c)    końcowy etap formowania filmu polimerowego podczas procesu tarcia)

Pierwsza warstwa formowana jest na wierzchołkach mikronierówności powierzchni metalowej i jest z nią ściśle związana. Warstwa ta nie jest praktycznie usuwana podczas procesu tarcia. Jednocześnie wraz z przenoszeniem polimeru na powierzchnię metalu występuje tworzenie produktów zużycia poprzez ścierne oddziaływanie wierzchołków mikronierówności powierzchni metalu na powierzchnię materiału polimerowego. Produkty te stopniowo wypełniają wgłębienia