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 мʼякими 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.

Завантажити статтю