1109810746

4. Czynniki wpływające na przebieg procesu tarcia i zużywania polimerów 4.1. Wpływ stanu powierzchni metalowego współpartnera ślizgowego na tarcie tworzyw

sztucznych

Do głównych czynników związanych ze stanem powierzchni metalowego współpartnera ślizgowego tworzyw sztucznych, które mają wpływ na rodzaj zachodzącego tarcia i mechanizmy zużycia, należy zaliczyć chropowatość i twardość powierzchni ślizgowej. Oczywiście i inne czynniki związane ze stanem powierzchni metalowego elementu także wpływają na proces tarcia tworzyw sztucznych, jak na przykład skład chemiczny warstwy wierzchniej, czy kierunek struktury powierzchni (śladów obróbczych) po obróbce wykańczającej. Niemniej jednak, ze względu na technologię wykonywania takich elementów, mają one dość ograniczony zakres dowolności i najczęściej konstruktor nie ma na te czynniki wpływu. Przykładem tego może być czop wału, który po szlifowaniu ma zwykle obwodowe ślady obróbki.

4.1.1 Chropowatość metalowej powierzchni ślizgowej

Chropowatość metalowej powierzchni ślizgowej ma zasadnicze znaczenie jeśli chodzi o rodzaj występującego tarcia przy współpracy z polimerem. W przypadku bardzo gładkich powierzchni, dominującą rolę w procesie tarcia odgrywa adhezja powierzchni tworzywa do powierzchni metalowego przeciwelementu. Rezultatem tego jest stosunkowo duża wartość współczynnika tarcia, przeciętnie 1,5 do 2 razy większa, niż przy tarciu po powierzchniach bardziej chropowatych. Występowanie silnej adhezji także niekorzystnie wpływa na intensywność zużycia. Zjawisko adhezji podczas tarcia tworzyw sztucznych po gładkich metalowych powierzchniach przejawia się jeszcze bardziej ze wzrostem nacisku, powodującego wzrost rzeczywistej powierzchni styku i zbliżenie cząstek współpracujących powierzchni na odległość zasięgu oddziaływań II rzędu. W miarę wzrostu chropowatości wartość współczynnika tarcia zmniejsza się osiągając minimum (zmniejsza się adhezja), a następnie znowu wzrasta (rys. 1).

R_a [jun]

a)    ^H-^I,unl    b)

Rys. 1. Zmiana wartości współczynnika tarcia n (rys. a) oraz współczynnika zużycia Ku [mnr/Nm] (rys. b) w zależności od chropowatości elementu R„ stalowego dla różnych polimerów

Przyczyną tego wzrostu jest przejście przy dużych chropowatościach powierzchni do innego rodzaju tarcia, w którym dominującą rolę odgrywają zjawiska dekohezyjne związane z rysowaniem, bruzdowaniem i mikroskrawaniem powierzchni ślizgowej polimeru (rys.2). Powoduje to wzrost oporów tarcia i gwałtowny wzrost zużycia tworzywa, w którym zasadniczy udział ma zużycie ścierne.