Вплив швидкозагартованих сплавів al-co та al-ni на показник абразивного стирання поліефірефіркетону

У роботі досліджено вплив дисперсних швидкозагартованих бінарних сплавів систем Al-Co та Al-Ni. Вміст Co і Ni в Al становив 10 мас. % при оцінюванні показника абразивного стирання поліефірефіркетону марки Victrex150 G. Установлено, що введення даних сплавів у кількості 5–25 мас. % призводить до зменшен­ня цього показника у 1,8 раза, що свідчить про ефективне зміцнення полімерного композиту. Підвищення зносостійкості поліефірефіркетону пояснюється зменшенням пружно-пластичних деформацій у приповерх­невих шарах, що сприяє вповільненню процесів зародження та розвитку мікротріщин, а також локальних зон руйнування, підтвердженням чого є зменшення шорсткості поверхні у 1,7 раза. Виявлено, що ефективний уміст дисперсних бінарних сплавів у складі композиту становить 20 мас. %, за якого досягаються міні­мальні значення показника абразивного стирання та шорсткості поверхні. Подальше збільшення вмісту дисперсного наповнювача до 25 мас. % призводить до зниження ефективності зміцнення внаслідок агло­мерації часток сплавів і формування структурних дефектів у полімерній матриці. Підтвердженням цього є зменшення мікротвердості в зоні межі поділу «полімер – наповнювач». Отримані результати свідчать про перспективність використання швидкозагартованих бінарних сплавів систем Al-Co та Al-Ni для створення нових полімерних композитів із високою зносостійкістю до дії абразивних часток. Розроблені композити можуть бути використані для виготовлення зносостійких компонентів сільськогосподарської, металургій­ної та автомобільної техніки, експлуатація яких відбувається в агресивних умовах, зокрема під впливом високих температур, підвищеної вологи, кислот, лугів та абразивних часток.

The paper investigates the effect of dispersed rapidly quenched binary alloys of the Al–Co and Al–Ni systems. The Co and Ni content in Al was 10 wt.% when evaluating the abrasive wear rate of polyetheretherketone grade Victrex 150G. It was established that the introduction of these alloys in the amount of 5–25 wt.% leads to a 1,8-fold reduction in the wear rate, indicating effective strengthening of the polymer composite. The increase in the wear resistance of polyetheretherketone is explained by a decrease in elastic–plastic deformations in the near-surface layers, which contributes to the retardation of the initiation and propagation of microcracks as well as local fracture zones. This is confirmed by a 1,7-fold decrease in surface roughness. It was found that the optimal content of dispersed binary alloys in the composite is 20 wt.%, at which the minimum values of abrasive wear rate and surface roughness are achieved. A further increase in the filler content up to 25 wt.% leads to a decrease in the strengthening efficiency due to agglomeration of alloy particles and the formation of structural defects in the polymer matrix. This is confirmed by a decrease in microhardness in the “polymer – filler” interfacial zone. The obtained results demonstrate the prospects of using rapidly quenched binary alloys of the Al–Co and Al–Ni systems for the development of new polymer composites with high resistance to abrasive wear. The developed composites can be used for the manufacture of wear-resistant components for agricultural, metallurgical, and automotive equipment operated under aggressive conditions, including the influence of high temperatures, increased humidity, acids, alkalis, and abrasive particles.