Антифрикційні матеріали
АНТИФРИКЦІ́ЙНІ МАТЕРІА́ЛИ (від анти… і лат. frictio — тертя) — матеріали, які при контакті з іншим матеріалом мають низький коефіцієнт тертя (0,004–0,10 при терті з мастилом і 0,12–0,20 — без нього). А. м. мають оптимальні співвідношення між міцністю і пластичністю, стійкість проти спрацьованості, малу схильність до заїдання (тужавлення), здатність забезпечувати рівномірне змащення тертьових поверхонь, а також утворювати міцні граничні шари, що зменшують тертя, мають певний ступінь шорсткості або пористості, достатній для утримання мастила на поверхні, здатність «поглинати» тверді частки, що потрапили на поверхню тертя. В умовах сухого тертя антифрикційні властивості забезпечуються присутністю в матеріалах або на їх поверхні спеціальних компонентів. А. м. вибирають залежно від умов роботи деталей (у повітрі, вакуумі, при високій і низькій температурах, великій швидкості, у запиленому середовищі тощо). Розрізняють А. м. металеві, неметалеві і комбіновані.
До А. м. належать:
- литі матеріали, головним чином металеві, які мають гетерогенну (неоднорідну) структуру з твердими і м’якими вкрапленнями;
- спечені матеріали, зокрема й композиційні на основі заліза або бронзи із домішками графіту;
- комбіновані — пластмаси із наповнювачем із тканин (текстоліт), скла (склопласт), деревини;
- натуральна й пресована деревина;
- графіто-вугільні матеріали;
- гума;
- спечені бронзові кульки, просякнуті фторопластом, тощо.
Литі А. м. використовують у підшипниках верстатів, машинах і приладах різного призначення, де їх експлуатують переважно з мастилом. Для ДВЗ виготовляють підшипники із біметалевої стрічки сталь-бабіт або на основі алюмінієвого сплаву із 20 % олова. Для підшипників, які використовуються в умовах сухого тертя, і деяких хімічноактивних середовищ використовують комбіновані А. м.: текстоліти, склопласт та ін. Із сірого перлітного чавуну виготовляють підшипники, що використовуються при невисоких навантаженнях і малих швидкостях. Підшипники на основі деревини застосовують за умови змащування водою в прокатних станах, водяних турбінах, валах корабельних рушіїв. Для роботи за умов підвищених температур (до 480 °С) використовують підшипники із графіто-вугільних матеріалів. А. м. використовують не лише для підшипників ковзання, а й для покриття поверхонь або виготовлення елементів конструкцій чи деталей машин із поверхнями, які в процесі роботи контактують з іншими деталями.
А. м. отримують багатьма способами, зокрема за допомогою термічного напилення, наплавлення, вибуху. Значний клас А. м. отримують за допомогою методів порошкової металургії, відновлення оксидів, розпилення розплавів, розмолу та ін. Підвищення якості покриття досягають додаванням до матеріалів присадки, яка регулює його антифрикційні властивості. Найчастіше це — графіт, сірка, сульфіди, карбіди та нітриди металів, селеніди, фториди, срібло, олово та інші. Широкі експлуатаційні властивості мають композиційні матеріали, що їх отримують методами пресування, спікання в захисному газовому середовищі або вакуумі. А. м. застосовують у різних галузях техніки. Сучасні А. м. повинні забезпечувати роботу вузлів тертя, відповідно до загального ресурсу роботи того чи іншого механізму. У деяких випадках для підвищення надійності й працездатності машин підшипники кочення замінюють опорами ковзання, які виготовляють з використанням А. м. В Україні 1945 року під керівництвом І. Францевича створено дослідну установку для отримання компонентів А. м. Основні дослідження з отримання композиційних А. м. проводять у Проблем матеріалознавства інституті НАНУ. Технологію термічного нанесення А. м. розробляють в Електрозварювання інституті ім. Є. О. Патона НАНУ. У великому обсязі А. м. виготовляють у США, Японії, Німеччині. В Україні виготовленням А. м. методами порошкової металургії займається Броварський завод порошкової металургії.
Рекомендована література
- Антифрикционные материалы: Сб. ст. Москва, 1936;
- Петриченко В. К. Антифрикционные материалы и подшипники скольжения: Справоч. Москва, 1954;
- Чернавский С. А. Подшипники скольжения. Москва, 1963;
- Трение и износ материалов на основе полимеров. Минск, 1976;
- Антифрикционные термостойкие полимеры. К., 1978;
- Федорченко И. М., Пугина Л. И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. К., 1980;
- Сиренко Г. А. Антифрикционные карбопластики. К., 1985;
- Антифрикционные эпоксидные композиты в станкостроении. Минск, 1990;
- Полимерные композиционные материалы. К., 1992;
- Сіренко Г. О. Створення антифрикційних композитних матеріалів на основі порошків термотривких полімерів та вуглецевих волокон. Хм., 1996;
- Сучасне матеріалознавство ХХІ сторіччя: Зб. наук. пр. НАНУ. К., 1998;
- Савчук П. П. Розробка композиційних антифрикційних матеріалів на основі епоксидних смол, неорганічних і органічних наповнювачів для динамічно навантажених вузлів тертя. Т., 1999.
Завантажити статтю
