Антифрикцио́нные материа́лы (от анти… и лат. frictio – трение), материалы, обладающие низким коэффициентом трения. Применяются для изготовления деталей, работающих главным образом в условиях трения скольжения (подшипники, втулки и др.).
В качестве первых антифрикционных материалов служила древесина плотных пород деревьев.
В 1839 г. американский изобретатель И. Баббитт предложил конструкцию подшипника с заливкой мягким металлом, после чего антифрикционные материалы на основе олова и свинца стали называть баббитами.
Производство первых антифрикционных материалов в России освоено в 1860-х гг. А. С. Лавровым на бронзолитейном заводе в Гатчине.
Антифрикционные материалы характеризуются значительной износостойкостью, хорошей прирабатываемостью, высокой механической прочностью и пластичностью, коррозионной стойкостью. Из них изготовляют подшипники скольжения для турбин, двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей, компрессоров и других механизмов.
В качестве антифрикционных используют различные материалы. К основным металлическим антифрикционным материалам относятся бронзы, баббиты, латуни, алюминиевые сплавы, сплавы на основе железа (антифрикционные стали и чугуны). Их допустимые нагрузочно-скоростные характеристики: скорость скольжения в пределах 1–50 м/с, давление на опору 2,5–25 МПа.
Выбор материала определяется условиями работы подшипников:
баббиты и алюминиевые сплавы – при больших скоростях и нагрузках;
бронзы – при повышенных давлениях и средних скоростях скольжения;
латуни – при невысоких нагрузках;
антифрикционные стали и чугуны – при значительных давлениях и малых скоростях скольжения.
Баббиты, бронзы, алюминиевые сплавы применяют в основном в виде слоя, залитого по стали, или в виде биметаллической ленты. Большое распространение получили многослойные подшипники, в которых антифрикционные сплавы и металлы уложены слоями на прочную стальную основу.
Минералокерамические антифрикционные материалы (на основе оксидов алюминия, кремния, магния) характеризуются высокой износо- и теплостойкостью. Подшипники из этих материалов предназначены для работы без смазки, при повышенной температуре, а также в агрессивных средах.
Спечённые антифрикционные материалы (железографит, бронзографит, железо–медь–графит и др.), обладающие относительной пористостью (20–30 %), являются самосмазывающимися. Эти материалы предназначены для изготовления деталей, эксплуатируемых в условиях сухого трения при невысоких скоростях скольжения (до 5–10 м/с) и отсутствии ударных нагрузок.
Подшипники из спечённых антифрикционных материалов устанавливают в труднодоступных для смазки местах.
Углеграфитовые антифрикционные материалы состоят из смеси графита, нефтяного кокса и каменноугольной смолы. Такие подшипники способны работать без смазки при высоких температурах (до 500 °С и выше) и небольших удельных нагрузках. Для повышения антифрикционных свойств эти антифрикционные материалы пропитывают металлами (Sn, Pb, Cu и др.) или их солями.
Полимерные антифрикционные материалы применяют в узлах трения при небольших скоростях скольжения и удельных нагрузках.
Такие антифрикционные материалы изготовляются на основе термореактивных смол (например, феноло-формальдегидных, эпоксидных, фурановых) или термопластов (полиамиды, полиимиды, полиарилаты, сополимеры формальдегида и др.). Материалы из фторопласта-4 (тефлона) и полиэтилена высокого давления (антифрикционные самосмазывающиеся пластмассы) применяют без смазки.
Металлофторопластовые антифрикционные материалы состоят из стальной, медной или другой металлической основы с фторсодержащим полимерным покрытием и эксплуатируются при высоких давлениях (до 30 МПа) в широком диапазоне температур (от –192 до 250 °С).
К антифрикционным материалам относят также твёрдые смазки, изготовляемые из органических (например, политетрафторэтилен, полиамиды, полиимиды) и неорганических (графит, нитрид бора, дихалькогениды тугоплавких металлов и др.) материалов.
Такие материалы используются в виде порошка или плёнки для покрытия узлов трения машин и механизмов, работающих в особо тяжёлых условиях: при низких (от –200 до –70 °C) или высоких (300–1000 °C) температурах, больших нагрузках (до 4000 МПа), в глубоком вакууме, при воздействии радиации, в запылённой атмосфере.