Химическая энциклопедия - 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, гомои 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.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988