Функциональные материалы

Антифрикционные материалы

Антифрикцио́нные материа́лы (от  и лат. frictio – трение), материалы, обладающие низким . Применяются для изготовления деталей, работающих главным образом в условиях (подшипники, втулки и др.).

В качестве первых антифрикционных материалов служила древесина плотных пород деревьев.

В 1839 г. американский изобретатель предложил конструкцию подшипника с заливкой мягким металлом, после чего антифрикционные материалы на основе и  стали называть .

Производство первых антифрикционных материалов в России освоено в 1860-х гг. на бронзолитейном заводе в .

Антифрикционные материалы характеризуются значительной , хорошей , высокой механической и , стойкостью. Из них изготовляют скольжения для , , , и других механизмов.

В качестве антифрикционных используют различные материалы. К основным металлическим антифрикционным материалам относятся , баббиты, , , сплавы на основе железа (антифрикционные и ). 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 ленты. Большое распространение получили многослойные подшипники, в которых антифрикционные сплавы и металлы уложены слоями на прочную стальную основу.

Минералокерамические антифрикционные материалы (на основе оксидов , , ) характеризуются высокой износо- и . Подшипники из этих материалов предназначены для работы без смазки, при повышенной температуре, а также в агрессивных средах.

антифрикционные материалы (железографит, бронзографит, железо– и др.), обладающие относительной пористостью (20–30 %), являются самосмазывающимися. Эти материалы предназначены для изготовления деталей, эксплуатируемых в условиях 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, и . 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.

антифрикционные материалы применяют в узлах трения при небольших скоростях скольжения и удельных нагрузках.

Такие антифрикционные материалы изготовляются на основе термореактивных смол (например, , , ) или термопластов (, полиимиды, полиарилаты, сополимеры и др.). Материалы из фторопласта-4 () и 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 , изготовляемые из органических (например, политетрафторэтилен, полиамиды, полиимиды) и неорганических (графит, , 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 , при воздействии , в запылённой атмосфере.

Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2005.
  • Искусственные твёрдые вещества