Антифрикционные материалы (АФМ) – материалы, обладающие низким коэффициентом. АФМ используют для изготовления втулок и вкладышей подшипников скольжения, широко применяемых в машинах и приборах из-за их устойчивости к вибрациям и ударным нагрузкам, бесшумности работы.
Главное назначение подшипников скольжения в любом узле трения – снижать потери мощности на трение и предохранять дорогостоящие валы и цапфы от износа. При выборе АФМ учитывают условия трения, характер и величину действующей нагрузки и возможных деформаций, способ подводки смазки, возможность загрязнения и очистки смазки.
К АФМ предъявляются следующие требования:
- минимальный коэффициент трения;
- хорошая прирабатываемость к поверхности контрдетали и способность поглощать посторонние твёрдые частицы во избежание на ней задиров;
- достаточная статическая и динамическая прочность при рабочих температурах;
- высокая теплопроводность;
- невысокий коэффициент линейного расширения;
- способность образовывать прочный граничный слой смазочного материала и быстро восстанавливать его в местах, где он разрушен;
- достаточная, но невысокая прочность, чтобы не изнашивалась сопрягаемая деталь;
- высокая коррозионная стойкость в агрессивных средах;
- соответствующая температура плавления;
- технологичность (обрабатываемость резанием, давлением, способность к литью).
Материалов, отвечающих одновременно всем этим требованиям, нет.
|
|
Различают четыре группы АФМ: металлические, композиционные, неметаллические и минералы.
Металлические антифрикционные сплавы (АФС)
К этой группе относятся сплавы на основе цветных металлов и железа.
Вышеуказанным требованиям удовлетворяют сплавы с неоднородной структурой. Первыми использовались сплавы с мягкой основой и твёрдыми включениями – баббиты (названы в честь разработавшего их в 1839 г. английского инженера Баббита).
Рисунок 1 – Строение подшипника скольжения
Мягкая пластичная основа баббитов, легко прирабатываясь к валу, быстро истирается, образуя сеть микроканалов, по которым циркулирует смазка и уносятся вредные продукты износа. Вал при вращении опирается на твёрдые включения, обеспечивающие износостойкость баббитов.
В дальнейшем были разработаны сплавы, у которых основа тверже включений (например, свинцовистая бронза), и сплавы, однородные по твёрдости (на основе серебра).