АНТИФРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
(от греч. anti- -приставка, обозначающая
противодействие, и лат. frictio - трение), обладают низким коэф. трения
и применяются для изготовления деталей, работающих в условиях трения скольжения
(подшипников, вкладышей, направляющих втулок и др.). Используют для работы
в условиях сухого трения (в газах, воздухе, вакууме); с маловязкими жидкостями,
не обладающими смазочными св-вами (вода, орг. р-рители, топлива); с жидкими
или пластичными смазками на нефтяной или синтетич. основе.
Проявлению антифрикц. св-в в условиях сухого трения способствует наличие
в материале компонентов, обладающих смазочным действием, напр. дихалькогенидов
переходных металлов IV-VI групп, политетрафторэтилена (фторопласта-4),
фторированного графита, высокомол. полиэтилена, гексагонального BN. Обычно
их применяют в виде покрытий (со связующим или без него), добавок к смазочным
маслам и различным А. м., предназначенным для работы без смазки или с маловязкими
жидкостями.
Металлич. A.M. обычно применяют с жидкими или пластичными смазочными
материалами на нефтяной или синтетич. основе, в редких случаях-с растит.
маслами и животными жирами. К таким A.M. относятся: баббиты (сплавы на
основе Sn и Рb), алюминиевые сплавы, бронзы, латуни, цинковые сплавы, чугуны,
антифрикц. стали. наиб. прогрессивны А. м. в виде биметаллич. лент или
листов, состоящих из конструкционной (обычно стальной) основы и тонкого
слоя A.M. (неск. десятых долей мм); такие материалы производятся на автоматич.
линиях непрерывного действия. Подшипники (втулки, полувкладыши, подпятники
и др.) производят простыми операциями штамповки с незначительной послед.
мех. обработкой. Баббиты наносят на стальную ленту методом штамповки с
незначительной послед. обработкой, бронзы - заливкой и методом порошковой
металлургии (напеканием), алюминиевые сплавы - совместной прокаткой со
сталью. Иногда на слой А. м. дополнительно наносят гальванич. способом
тонкий "приработочный" слой мягкого металла (In, сплав Sn с Рb и др.),
обладающего низким сопротивлением сдвигу, не вступающего в хим. взаимод.
с материалом рабочего тела и образующего прочные оксидные и граничные слои
из молекул ПАВ смазки, препятствующие проявлению адгезии. См. также Антифрикционные смазки.
Значит. распространение получили металлич. А. м., изготавливаемые методами
порошковой металлургии (спеченные материалы): компактные, как правило,
содержащие включения твердых смазочных материалов (графита, MoS2 и
др.), и самосмазывающиеся пористые, пропитанные смазочными материалами
(жидкими или пластичными). наиб. применение получили спеченные металлокерамич.
материалы на основе Си и Fe.
А.м. на основе полимеров предназначены, как правило, для работы с жидкостями,
не обладающими смазочными св-вами (водой и др.), а также без смазки, в
т.ч. в вакууме. Основа полимерных A.M.: термореактивные смолы-феноло-формальд.,
эпоксидные, эпоксикремнийорг., фурановые; термопласты-полиамиды, гомо-
и сополимеры формальдегида (полиацетали), полиимиды, полиарилаты, поликарбонаты,
фторполимеры, высокомол. полиэтилен. При смазке водой используют резины.
Без смазки применяют материалы на основе фторопласта-4, а иногда полиэтилена
высокого давления (они наз. антифрикционными самосмазывающимися пластмассами).
Др. полимерам антифрикц. св-ва придаются введением MoS2, графита,
BN, фторопластов, полиэтилена, жидких и пластичных смазок (нефтяных и синтетич.)
и др. Для повышения физ.-мех. и триботехн. св-в в полимерные A.M. вводят
также наполнители: металлы и сплавы, оксиды, стекла, разл. модификации
углерода, древесную крошку и шпон, др. полимеры и т.п. Часто используют
наполнители в виде тканей из природных, стеклянных, углеродных, металлич.,
синтетич. волокон, а также негканые материалы.
В кач-ве A.M. используют также древесину твердых пород дерева (бакаут,
самшит, бук), содержащую смолистые, обладающие смазочным действием в-ва.
Менее ценные породы дерева модифицируют: уплотняют, пропитывают смазочными
материалами, полимерами, соед. металлов. Древесную крошку и шпон используют
в кач-ве наполнителей в древесных пластиках.
Углеграфитовые A.M. (обожженные и графитированные) применяют чаще всего
без смазки. Для повышения прочности, износостойкости и теплостойкости их
пропитывают металлами, сплавами, полимерами, солями. Разработаны материалы
из углеродных волокон или тканей в углеродной матрице.
Все большее применение получают комбинированные материалы, имеющие конструкц.
основу и слой А. м., состоящего из металлич. пористого каркаса, пустоты
к-рого заполнены полимером с антифрикц. наполнителем. Типичный представитель
- металлофторопластовый А. м. с бронзовым пористым слоем (на стальной основе),
пустоты к-рого заполнены смесью фторопласта-4 с MoS2. Штампованные
подшипники из этого A.M. широко применяют в узлах трения, работающих без
смазки и при недостаточной смазке. Для работы со смазкой выпускается материал,
поры к-рого заполнены сополимером формальдегида.
Другой тип комбинированных A.M. - тканый. Состоят они из нитей фторопласта-4,
сотканных вместе с волокнами из др. материалов (полимеров, металлов и др.)
таким образом, что лицевая сторона получается преимущественно из волокон
фторопласта-4, а обратная-из волокон второго материала.
Лит.: Буше Н. А., Подшипниковые сплавы для подвижного состава,
М., 1967; Хрущов М. М., "Вестник машиностроения", 1967, № II, с. 40-44;
Семенов А. П., Савинский Ю. Э., Металлофторопластовые подшипники, М., 1976;
Трение и износ материалов на основе полимеров, Минск, 1976; Воронков Б.
Д., Подшипники сухого трения, 2 изд., Л., 1979; Полимеры в узлах трения
машин и приборов. Справочник, М., 1980; Федорченко И. М., Путина Л. И.,
Композиционные спеченные антифрикционные материалы. К., 1980.
|