Tribological characteristics of polymer composites used for regeneration of surface layers in positioning systems of cutting tools

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych kompozytów metalopolimerowych przeznaczonych do regeneracji suportów obrabiarek skrawających. Osnową kompozytów była chemoutwardzalna żywica epoksydowa, podstawowym napełniaczem proszek żelaza Fe, napełniaczem włóknistym organiczne włókna poliaramidowe, a jako dodatki smarne zastosowano smary stałe o spójności anizotropowej: grafit i dwusiarczek molibdenu w układzie pojedynczym i binarnym. Dla skojarzeń tarciowych kompozyty polimerowe-stal przy różnych obciążeniach węzła tarcia zbadano współczynnik tarcia statycznego i kinetycznego oraz podatność węzłów tarcia na występowanie efektu stick-slip. Charakterystyki tribologiczne (odporność na zużycie) wyznaczono z wykorzystaniem testera w ruchu postępowo zwrotnym. Uzyskane wyniki porównano z klasycznym skojarzeniem materiałowym stal-stal. Ocenę mechanizmu zużywania badanych skojarzeń materiałowych przeprowadzono na podstawie obrazów uzyskanych na skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM) i pomiarów stereometrii powierzchni. Stwierdzono, że kompozyty polimerowe w skojarzeniu ze stalą charakteryzują się znacznie lepszymi właściwościami tribologicznymi niż skojarzenie stal-stal. Najkorzystniejsze charakterystyki tarciowo-zużyciowe uzyskano dla kompozytu polimerowego zawierającego łącznie grafit i dwusiarczek molibdenu.The paper presents the results of tribological investigation of metal-polymer composites intended for regeneration of machine tool guides. As composite matrix chemical-setting epoxy resin was used, and as the main filler Fe powder as well organic polyamide fibers were applied. The graphite and molybdenum disulfide, single or both, were used as solid lubricant with anisotropic structure. The selected polymer composite-steel friction pairs were tested under various loads for static and kinetic friction coefficient as well as susceptibility for stick-slip. The tribological characteristics (resistance to wear) were measured by means of tribotester operating under reciprocating motion. The obtained results were compared to typical steel-steel friction pair. The description of wear mechanisms of tested friction pairs were conducted using the images acquired by scanning electron microscope (SEM) and the 3D surface measurement. It was stated that the polymer composites-steel tribosystem show better tribological characteristics than steel-steel tribosystem. The best friction-wear characteristics were obtained for the composite containing both solid additives: graphite and molybdenum disulphide