Материалы трущихся поверхностей пар трения

Трущиеся детали изготавливают из материалов:

конструкционных (стали 45, 40ХН);

фрикционных (ферродо-, металлокерамика) — высокий коэффициент трения (текстолит, фибра, чугун, стали 46, 47, марганц. сталь);

антифрикционных (чугун, бронза, латунь, баббит); требования к антифрикционным материалам: достаточная статическая и динамическая прочность при повышенных температурах образования граничного слоя, низкий ѓ, прирабатываемость, технологичность, недефицитность;

износостойких (материалы в виде слоев, накладок пластин, диски фрикционных муфт) — общие требования, износостойкость обеспечивается упрочняющими технологиями (резина, пластмасса).

В одном материале все эти свойства обеспечить невозможно. Вывод: в парах трения необходимо подбирать материал; учитывать конструкцию, назначение узлов трения, условия эксплуатации, требования по прочности, сроку службы, надежности, стоимости, эксплуатационные расходы.

Примеры. Сплавы для коленчатых валов: литые дешевле кованных — из чугунов и графитизированной стали, углеродистых и легированных сталей.

Марганцовистые стали (Гатфильда) износостойкие — держат удары, наклепываются. Но при абразивном изнашивании марганцовистая сталь не имеет преимуществ перед обычными конструкционными сталями (более дешевыми), наклепывается медленнее износа, слабо сопротивляется коррозии, непригодна при эксплуатации выше 800 °C.

Ретинакс (ФК-16Л), фенолформальдегидная смола, канифоль, асбест + латунная проволока — применяют при высокой нагрузке; при малой — неэффективна (повышение температуры усиливает фрикционные свойства).

Антифрикционные материалы (правило Шарля 1897 г.) — необходимо равномерно распределить в пластичной основе твердые зерна при низком коэффициенте трения с антизадирными свойствами.

Перспективны порошковые фрикционные и антифрикционные материалы. Порошковые детали выгодны при партиях 500.10 000 изделий, иначе невыгодны.

Подшипники скольжения — из чугунов, применяются с остальными валами высокой твердости НRС?55, коэффициент трения возрастает при У<0,5 м/с, удельная сила р? 1,5 МПа — низкая.

Сплавы из цветных металлов — бронзы, баббиты, сплавы серебра, кадмия, алюминиевые сплавы.

Бронзы — в виде лент для втулок и подшипников типа Бр. ОЦСЧ — 4−17, Бр. АЖН.

Сплавы алюминиевые — АЛ2, АЛ4, литейный алюминий с никелем, сурьма.

Сплавы на цинковой основе — ЦАМ 9−1,5 или ЦАМ 10−15 — 9.12% алюминия, 1.5,5% меди, 0,03.0,06%о магния.

Пористые порошки из спеченной бронзы, железа, графита: меди 83.85%, олова 9.10%, свинца 4.10%, графита 1,5 .2%. При спекании поры заполняется маслом — втулки подшипников погружаются в разогретое масло (50.100 0С). Пористость 25.35% для больших скоростей и малых нагрузок, 18.25% - обычные условия, 10.18% - малые скорости, высокие и средние нагрузки.

Пластмассы для подшипников:

• а) полиамиды Р=5 МПа, смазка маслом;
• б) полиэтилен, винипласт, фторопласт-4, коэффициент трения 0,04 без смазки — шероховатость Rа= 0,08.0,16, но размягчается. Полинозитные материалы, металлофторопластовые ленточные антифрикционные материалы (фирма «Гласье», Англия) — материал БУ.БХ. Композиция политетрафторэтила: свинец, спеченная оловянная бронза, все прикреплено к стальной подложке — работает без смазки, коэффициент трения снижается при ростер, например ѓ=0,1 при р=3 МПа;ѓ=0,04 при р=138 МПа.