6. Антифрикционные материалы и изделия

Порошковые антифрикционные материалы предназначены для производства изделий с низкими потерями на трение; их определяющий признак - сравнительно низкий коэффициент трения (обычно < 0,3, в том числе при наличии смазки < 0,1). Их структура должна быть гетерогенной, мелкозернистой и отвечать правилу Шарпи, т.е. представлять собой сочетание твердых и более мягких компонентов, причем одним из них, самым мягким, в таких антифрикционных материалах являются поры - составляющая с нулевой твердостью; к тому же поры могут быть заполнены смазкой.

Именно метод порошковой металлургии наиболее эффективен для изготовления антифрикционных изделий различного химического состава с хорошей прирабатываемостью, высокой износостойкостью, низким и стабильным коэффициентом трения, хорошей сопротивляемостью схватыванию и другими полезными качествами. Наличие пор позволяет придавать антифрикционные свойства материалам, которые в литом состоянии ими не обладают (например, порошковое пористое железо или материалы на его основе успешно работают в различных узлах трения). Поры изменяют сам механизм прирабатываемости трущихся поверхностей. У порошковых материалов вследствие изменения и перераспределения объема пор происходит необратимая пластическая деформация в поверхностном и прилегающем к нему значительном по глубине (до нескольких миллиметров) приповерхностном слое, тогда как у литых материалов хорошая прирабатываемость обеспечивается только в поверхностном слое толщиной всего в несколько микрометров вследствие уменьшения шероховатости, в том числе и путем его износа.

Хорошая прирабатываемость порошкового пористого материала повышает качество поверхности, улучшая антифрикционные и эксплуатационные свойства изделий из него.

Говоря о порошковых антифрикционных материалах и изделиях, обычно имеют в виду пористые подшипники, многослойные, металлопластмассовые и металлостеклянные антифрикционные материалы. Они находят широкое применение в тракторо- и сельхозмашиностроении, автомобильной промышленности, тяжелом, энергетическом и транспортном машиностроении, в текстильной и пищевой промышленностях, в авиационной и бытовой технике, приборостроении и др.

Спеченные антифрикционные материалы классифицируются:

по составу:

• на основе Fe, Cu, Ni, Al, Co и т.д.;

• металлические двухслойный материал на стальной подложке;

• материал на основе пористых металлических каркасов, пропитанных фторопластом (металлопластмассовые материалы);

• металлостеклянные материалы.

по назначению:

• при наличии жидкой смазки;

• в условиях ограниченной смазки;

• в режиме самосмазывания;

• без смазки в воздушной среде;

• при высоких температурах;

• в воде и коррозионных средах.

7. Современные композиционные материалы

7.1 Классификация композиционных материалов

Композит, определяется как матрица из одного материала с распределенными в ней заданным образом волокнами или дисперсными частицами другого материала. Такое распределение называют армированием.

По характеру распределения армирующего материала композиты можно разделить на два основных класса:

- композиты с упорядоченным армированием;

- композиты с неупорядоченным армированием.

В первом случае разработчик материала заранее задаётся конфигурацией, т.е. геометрической структурой распределения арматуры в матрице. Во втором случае распределение арматуры носит случайный, хаотический характер.

Композиционные материалы обоих классов можно разделить ещё по типу материалов, используемых в качестве матриц, и армирующих материалов. И те и другие материалы могут быть:

а) полимерами;

б) керамикой;

с) металлами.

На первый взгляд кажется, что создание композиционных материалов достаточно сложно. Ведь изготовление волокон – тонких и тончайших нитей – технологически сложно, вследствие чего неизбежен большой брак при их производстве; обязательны специальные меры для получения упорядоченного распределения и т.д. Возникает вопрос, оправдана ли такая технология