 |
|
Конспект лекционных занятий 5 страница
1. Какие сплавы называются баббитами?
2. От чего зависят антифрикционные свойства баббитов?
3. Охарактеризуйте цинковые антифрикционные сплавы.
4. Какими достоинствами обладают алюминиевые подшипниковые сплавы?
5. Какие детали машиностроения изготавливают из литых бронз?
Лекция 10. Классификация композиционных материалов, применяемых в узлах трения
Композиционные материалы – материалы, образованные объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними. Характеризуются свойствами, которыми не обладает ни один из компонентов, взятый в отдельности. Основной материал называется матрицей, а другие фазы – наполнителями, армирующими добавками, связующими и т.п. в зависимости от их назначения. Компоненты композиционных материалов можно выбирать из любых классов материалов. Возможны многочисленные комбинации, и это обеспечивает разнообразие свойств композитов в любых областях их применениях, включая их использование в качестве триботехнических материалов.
Композиционный материал состоит из матрицы (фаза I) – основной структурной или фазовой составляющей материала, являющейся непрерывной связующей компонентов; из фазы II – одного или нескольких диспергированных в матрице веществ в любом агрегатном состоянии. Фаза II может быть представлена дисперсным (прерывистым) и непрерывным веществом (волокном). Иногда выделяют и фазу III – третий компонент конструкционных материалов – межфазовая граница, обладающая определенным комплексным свойством: избыточной поверхностной энергией, способностью к протеканию процессов диффузии, растворению, перемешиванию микрочастиц, образованию новых фаз.
В настоящее время нет единой классификации композиционных материалов. Чаще всего их классифицируют по следующим признакам.
1. По происхождению: I группа – природные (естественные): драгоценные камни, гранит, мрамор и др.; II группа – искусственные.
2. По способу получения: полученные химическим способом (гальваностегия, стеклообразование, кристаллизация), металлургическим (порошковая металлургия), механическим и др.
3. По технологическим методам изготовления: порошковая металлургия, пропитка расплавленными металлами пористых каркасов, электролитическое осаждение (гальваностегия), литье под давлением, формирование в пресс-форме лент упрочнителя и матрицы, холодное прессование обоих компонентов с последующим спеканием, осаждение матрицы плазменным напылением на упрочнитель с последующим обжатием, пакетная диффузная сварка многослойных лент компонентов, совместная прокатка армирующих элементов с матрицей.
4. По материалу матрицы: металлические, полимерные, спеченные материалы, керамические. Металлические и керамические не имеют четкой границы между собой ввиду многообразия их составов и трудности разграничения тугоплавких веществ по их электропроводимости (металличности).
5. По характеру структуры: волокнистые, упрочненные непрерывными волокнами и нитевидными кристаллами; дисперсно-упрочненные материалы, полученные путем введения в металлическую матрицу дисперсных частиц упрочнителей; слоистые материалы, созданные путем прессования или прокатки разнородных материалов; эвтектические композиционные материалы – сплавы эвтектического или близкого к эвтектическому составу, в которых упрочняющей фазой служат ориентированные кристаллы, образующиеся в процессе направленной кристаллизации.
6. По резко выраженным свойствам: высокопрочные, жаропрочные, износостойкие, антифрикционные, фрикционные, коррозионноустойчивые, теплоустойчивые и др.
7. По размерам частиц фазы II, зерен кристаллов матрицы и их взаимному расположению (структурно-размерная классификация по Р.Сайфулину).
Композиционные спеченные антифрикционные материалы (КСАМ) можно также подразделить на основную группу и группу материалов специального назначения.
Первая группа включает материалы, классифицируемые по составу и строению: на основе меди, железа, никеля и кобальта, алюминия и других легких металлов, на основе тугоплавких металлов и их соединений, металлографитовые материалы, металлические двуслойные на стальной подложке, материалы матрично-наполненного типа, металлостеклянные материалы, металлополимерные материалы.
Вторую группу составляют материалы, классифицируемые по условиям работы: для работы в присутствии жидкого смазочного материала; без смазочного материала в воздушной среде, вакууме и инертных газах; для работы при повышенных температурах, при высоких скоростях скольжения; для работы в воде и коррозионных средах; материалы для скользящего токосъема, торцевых и радиальных уплотнений, поршневых колец.
Осн.4 [5-6]
Контрольные вопросы
1. Какие материалы называют композиционными?
2. Какие фазы входят в состав композиционных материалов?
3. По каким признакам классифицируют композиционные материалы?
4. Как классифицируют композиционные спеченные антифрикционные материалы (КСАМ)?
5. Как классифицируют композиционные материалы по технологическим методам изготовления?
Лекция 11. Пористость материалов. Влияние пористости материалов на триботехнические характеристики
Пористые материалы отличаются большим разнообразием видов исходного сырья и технологии их производства. Все это оказывает влияние на их структурные, физические, химические и эксплуатационные свойства.
Триботехническими характеристиками материалов можно управлять, изменяя пористость. Поры выполняют роль резервуаров для смазочного вещества, которое по мере износа материала выдавливается из его объема и поступает в зону трения, способствуя восстановлению смазочной пленки, что обеспечивает условия для граничной смазки. Выдавливание смазочного вещества происходит также вследствие фрикционного нагрева и теплового расширения детали. При охлаждении детали излишек смазочного материала, находящийся на поверхности трения, впитывается обратно в ее пористый слой.
Пористые антифрикционные материалы получают методом прессования с последующим спеканием из порошков на железной и медной основах. На характеристики пористых изделий существенно влияют форма, состояние поверхности и распределение частиц исходного порошка по размерам в объеме. По форме частиц металлические порошки можно условно разделить на шарообразные, каплеобразные, губчатые, дендритные, тарельчатые, осколочные (полученные дроблением и разломом в шаровых и вибрационных мельницах), волокновидные и лепестковые (полученные сплющиванием). Характерные формы некоторых частиц некоторых порошков показаны на рисунке 11.1.
Наиболее энергетически выгодна шарообразная форма частиц, так как при такой форме гидравлическое сопротивление пористого материала наименьшее, а следовательно меньше трение в зоне ТС пористого материала.
С целью улучшения триботехнических свойств в качестве обязательных добавок в шихту-основу для спекания добавляют антизадирные, антифрикционные наполнители – порошки самосмазывающих слоистых материалов: графита и фторированного графита СF, дисульфида молибдена MoS2, нитрида бора (BN) и др. Во избежание выгорания указанных добавок формирование детали проводят по технологии так называемого самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. В основу этого метода положена способность определенных сочетаний компонентов спекаемой композиции воспламеняться при локальном нагреве. При этом происходит химическое взаимодействие компонентов с образованием новых соединений (карбидов, нитридов и др.). Благодаря ориентированному распространению волны горения возможно получение материалов с одномерной направленностью капилляров, образующихся из взаимосвязанных пор. На современном этапе развития порошковой металлургии разработано достаточно много технологий производства пористых сплавов различного состава для деталей ТС. Пористые изделия из сферических частиц бронзы и меди обычно получают спеканием свободно насыпанных порций порошков. Этим способом удается получить изделия пористостью 0,35-0,42 довольно сложной геометрической формы. Равномерное распределение порошков в формах перед спеканием достигается вибрацией. Для обработки пористых материалов резанием обычно используют резцы, оснащенные пластинками из твердых сплавов.
| 
|
| а) | б) |
| 
|
| в) | г) |
а – шарообразные частицы бронзы (Ч100); б – частицы вольфрама (Ч270); в – лепестковые частицы железа (Ч70); г – тарельчатые частицы железа (Ч70)
Рисунок 11.1. Форма частиц некоторых металлических порошков
Пористые металлы, характеризуются целым рядом параметров, каждый из которых в отдельности не дает полного представления о свойствах пористого изделия.
К параметрам, определяющим пористую структуру относятся: пористость и ее распределение по объему тела; вид (открытая, закрытая, полуоткрытая или тупиковая); просвет, проницаемость масел, распределение пористости по размерам на формируемой площади, физико-механические свойства пористого материала.
Пористостью П тела называется отношение объема Vп пустот к полному объему V пористого тела:
П = Vп/ V и П = (mн – mс) /ρж. V (11.1)
где mс и mн – масса соответственно сухого и насыщенного жидкостью пористого изделия, кг;
ρж – плотность жидкости (масла), кг/м3;
V – объем тела, м3.
Обычно пористые антифрикционные материалы перед использованием в узлах трения пропитывают жидким смазочным материалом. Детали из таких материалов применяют в парах трения при недостаточной смазке или при недопустимости применения других систем смазывания. В процессе работы такой трибосистемы с повышением температуры автоматически выделяется масло (объем пор 1,5-30 % от объема детали) и поступает в зону фактического контакта. Эти пары трения устойчиво работают как в условиях масляного голодания, так и в условиях обильной смазки.
Композиционные спеченные антифрикционные материалы на основе меди Эти материалы делят на группы: пористая бронза (оловянная); легированная пористая бронза (свинцовая, фосфорная и др.); бронзографит; материалы на стальной подложке с пористым спеченным бронзовым слоем, поры которого заполнены пластмассой; медь-графит.
Пористые оловянные бронзы (БрО10, СТ100, М500). Прочностные свойства спеченных бронз зависят от содержания олова. Пористость антифрикционных материалов на основе бронзы обычно составляет 15- 35 %.
Пористую бронзу используют для замены литых бронз, что дает существенную экономию цветных металлов. Применение более тонких порошков для изготовления спеченных бронз позволяет повышать несущую способность подшипников, потому что образующиеся в этом случае капиллярные поры затрудняют выдавливание смазочного материала из зоны трения. Пористые бронзы применяют для изготовления подшипников, работающих в легких условиях. Изготавливают подшипники приборов с условиями работы: скорость скольжения до 1,5 м/с, контактные давления – 0,5-1,5 МПа. Такие подшипники не требуют дополнительной смазки в течение 3000...5000 ч, имеют низкий (стабильный) коэффициент трения 0,01-0,04 (при самосмазывании), работают надежно в диапазоне температур от –60 до +120 оС при низком уровне шума. Пористая бронза применяется для изготовления подшипников машин пищевой и текстильной промышленности, бытовых машин, часовых механизмов, точного инструмента, вентиляторов.
Бронзографитовые материалы:17НД (9,5-10,5 % Sn; 1,75 % графит); БрОГр10-3 (10 % Sn, 3 % графит), БрОГр10-2(10 % Sn, 2 % графит); БрОГр8-4(8 % Sn, 4 % графит). Графит не взаимодействует ни с медью, ни с оловом; его рассматривают как добавку, выполняющую роль твердого смазочного материала. Графит вводят в зависимости от условий работы в количестве от 1 до 25 %. В процессе трения бронзы графит образует пленку на поверхности контртела (вала). Механические свойства бронзографитовых материалов зависят от содержания в них графита. Рабочая температура бронзографитов 90 оС. Бронзографитовые спеченные материалы могут работать в паре с контртелом, имеющим грубую обработку поверхности трения; в жидкостях, не обладающих смазочной способностью; в циркуляционных насосах; в водомасляных смесях.
Бронзографит применяют для изготовления подшипников скольжения тракторов, малогабаритных редукторов, текстильного оборудования, электрических машин, радиоэлектронной техники. Они могут применяться в качестве заменителей оловянных литых бронз и латуней. В некоторых случаях могут заменять подшипники качения. Коэффициент трения f по стали 0,04- 0,07 – при смазке маслом МК
Композиционные спеченные антифрикционные материалы на основе железа. Композиционные материалы на основе железа получили наибольшее распространение среди антифрикционных спеченных материалов. Это объясняется возможной заменой ими подшипниковых материалов типа баббитов, бронз (как литых, так и спеченных), что достигается изменением триботехнических свойств материалов на основе железа в широком диапазоне введением в их состав легирующих элементов и присадок. Эти материалы обладают более высокой износостойкостью, чем бронза, и превосходят ее по максимально допускаемым контактным давлениям.
Спеченное пористое железо. С П = 18-20 %; ρ = (6-6,5)103 кг/м3; σв = 12-140 МПа; 40-55 НВ обладает следующими характеристиками [р]=4-4,5 МПа при υ =2- 3 м/с; [Тр]=100-120 оС, коэффициент трения f при самосмазывании 0,019-0,023.
Для повышения прочностных и антифрикционных свойств пористого железа его подвергают химико-термической обработке (сульфидированию, хромированию, азотированию). Коэффициент трения, например, сульфидированного спеченного пористого железа Ж-20с, равен 0,04 при жидкостной смазке. На триботехнические свойства спеченного пористого железа значительное влияние оказывает его пористость. Предельно допустимое контактное давление пористого железа зависит от режима смазки и скорости скольжения. Однако при работе на предельных нагрузках необходимо учитывать, что с увеличением критерия [рυ] резко сокращается срок службы подшипника из пористого железа. Особенно на работоспособность таких материалов влияет рабочая температура (более 100 оС). Это связано с тем, что в железе (например, при 300-400 оС) возникают пластические деформации, нарушается самосмазывание, а также может происходить разложение смазочного материала в порах. Пористое железо используют для изготовления самосмазывающихся подшипников (пропитка пор маслом) кольцепрядильных машин, бытовой аппаратуры и различных приборов.
Железографит:ЖГр1- 20 пф, ЖГр2- 20 пф, ЖГр3- 20 пф. Трибомеханические свойства железографита зависят от его пористости и содержания графита. Принятые обозначения в маркировке: Ж- железо; Гр – графит; цифра, следующая за обозначением графита (Гр), - процентное содержание графита; цифра после черточки – пористость материала в %; п – перлитная структура; пф – перлитно-ферритная структура. При установлении предельных нагрузок в подшипниках скольжения из железографита учитывают зависимость [р] от скорости скольжения υ и процентного содержания в материале железографит графита.
Для тяжелых условий работы (например, при высоких ударных нагрузках, требующих повышенную механическую прочность) в подшипниках используют пористые вкладыши из железографита: при высоких нагрузках П=12...20 %; для средних нагрузок – П=22...28 %; при малых нагрузках – П=25...35 %. Применение железографитовых подшипников позволяет экономить сплавы цветных металлов – бронзы, баббиты. В ряде случаев железографитовые подшипники скольжения могут успешно заменить шариковые и роликовые подшипники качения. Наличие графита самосмазывания уменьшает опасность выхода из строя деталей ТС узлов трения из-за недостатка смазки. Использование подшипников, полученных спеканием из порошков взамен литых повышает их ресурс.
Осн.4 [5-6]
Контрольные вопросы
1. Что называется пористостью материалов?
2. Как получают пористые антифрикционные материалы?
3. Для изготовления каких деталей применяют бронзографитовые материалы?
4. В чем преимущество композиционных антифрикционных спеченных материалов на основе железа перед бронзой?
5. При каких условиях работы в подшипниках используют пористые вкладыши из железографита?
Лекция 12. Полимерные материалы с антифрикционными свойствами
Полимерные материалы это высокомолекулярные соединения, в которых регулярно чередуется большое число атомных группировок, соединенных химическими связями в полимерную цепь – макромолекулу.
Исходное вещество называется мономером, многократно повторяющимся в цепи группировок R и Р – составными звеньями с числом n звеньев в цепи, характеризующим степень полимеризации. Полимеризация – реакция соединения молекул мономера, протекающая за счет разрыва кратных связей и не сопровождающаяся выделением побочных продуктов, т.е. не приводящая к изменению элементного состава мономера. Полимерные материалы на основе реактопластов классифицируются по виду наполнителей, армирующих элементов и связующего вещества (рисунок 12.1)
Рисунок 12.1. Классификация АПМ на основе реактопластов
Механические свойства полимеров обусловлены строением их макромолекул и характером межмолекулярных связей. Полимеры применяются в трибологии благодаря некоторым характерным свойствам, которыми не обладают металлы и керамики. Среди этих свойств: инертность ко многим реактивам; относительно низкая склонность к схватыванию; самосмазывающие свойства и низкий модуль упругости.
Трибология полимеров практически возникла только после второй мировой войны, когда началось промышленное использование пластмасс. Сейчас невозможно себе представить машиностроение без применения полимерных деталей (шестерни, подшипники, направляющие и т.д.).
Полимеры имеют ряд преимуществ перед традиционными материалами – сплавами цветных металлов и асбестосодержащими материалами (уплотнительные и тормозные устройства). Полимерные материалы обеспечивают: упрощение и облегчение конструкции узлов трения, экономию дорогостоящих цветных металлов, позволяют расширить диапазоны эксплуатации; повысить показатели долговечности (ресурс, срок службы); снизить шум и вибрацию машин и механизмов в целом.
Кроме того, использование в подшипниках скольжения самосмазывающихся полимерных материалов позволяет отказаться от принудительной смазки, тем самым обеспечивая экономию смазочных материалов, исключить или снизить до минимума вероятность появления отказов и скрытых дефектов, приводящих к катастрофическим отказам, таким как: усталостное или хрупкое разрушение валов и др. элементов конструкции машин, исключить схватывание II рода, заедание и фреттинг-коррозию и абразивное изнашивание, вызывающее царапины и микрорезание.
Пластмассы подразделяются на термопластичные и термореактивные по реакции на теплоту. К термопластичным относятся пластмассы с линейной или разветвленной структурой полимеров, свойства которых обратимо изменяются при многократном нагревании и охлаждении. К термореактивным пластмассам относятся полимеры, в которых при термическом воздействии возникают реакции химического связывания цепных молекул с другими, образуя сетчатую структуру. Такие пластмассы не могут переходить в пластичное состояние при повышении температуры без нарушения пространственных связей в структуре полимера.
Термопластичные и термореактивные полимеры могут использоваться в качестве антифрикционных материалов, как в чистом виде, так и в виде композиционных материалов с различными наполнителями. Из полимерных материалов изготовляют: зубчатые колеса, шкивы, детали ТС подшипников, кулачковые механизмы, направляющие, уплотнения, сепараторы подшипников качения, шарниры и т.д.
Антифрикционные полимерные материалы на основе термопластов отличаются высокой технологичностью, низкой себестоимостью, демпфирующей способностью. Детали из термопластов изготовляют:
- литьем под давлением и экструзией;
- крупногабаритные детали – центробежным ротационным формованием;
- анионной полимеризацией мономера непосредственно в форме, нанесением антифрикционных покрытий из расплавов порошков.
Термореактивные полимеры перерабатываются преимущественно методом компрессионного и литьевого прессования, они более прочны и термостойки. Порошкообразные термореактивные композиции наносят на трущиеся поверхности деталей в виде тонкослойных покрытий. Полимерные пленки применяют взамен смазочных материалов при штамповке деталей автомобилей.
Наибольшее применение в настоящее время в узлах трения машин находят: текстолиты – сложные пластики, изготовляемые методом горячего прессования нескольких слоев ткани или других сложных армирующих материалов, пропитанных синтетическими смолами; стеклопластики – слоистые пластики, изготовленные методом горячего прессования нескольких слоев стеклоткани, пропитанной синтетическими смолами; углепластики – слоистые пластики, изготовленные методом горячего прессования нескольких слоев углеродной ленты, пропитанной синтетическими смолами; комбинированные реактопласты – слоистые пластики, изготовленные методом горячего прессования слоев различных материалов, пропитанных синтетическими смолами. Несмотря на массу достоинств, текстолиты имеют свойства изменения геометрических размеров деталей вследствие влагопоглощения. Этот процесс длится до 2 лет, после чего размеры деталей стабилизируются. Это свойство ограничивает применение этих материалов в узлах трения. Кроме того необходимо учитывать расположение направления волокон. АПМ на основе реактопластов являются одним из самых перспективных конструкционных материалов.
Полимерные самосмазывающиеся композиционные материалы. В машиностроении разработан целый ряд конструкций подшипников, передач, направляющих и уплотнений, в которых смазывание обеспечивается благодаря специальным элементам конструкции (деталям), изготовленным из так называемых полимерных самосмазывающихся материалов.
По составу все ПСМ можно разделить на следующие группы:
- композиции, содержащие главным образом антифрикционные наполнители, полимерные связующие и пластификаторы (дополнительные смазочные материалы);
- композиции с комплексными наполнителями, улучшающими физико-механические и триботехнические свойства материалов;
- комбинированные самосмазывающие материалы типа металлополимерной ленты, в которой совмещаются преимущества составных частей металла, как несущей и теплопроводной основы и полимера, как антифрикционного самосмазывающегося слоя, обеспечивающего надежную защиту поверхности трения от схватывания.
Антифрикционные полимерные материалы способны существенно повысить износостойкость. В Германии фирма Пампус выпускает композиционные материалы на основе ПТФЭ марки МР2, нанесенные на бронзовую сетку. Их изготавливают в виде ленты, которую можно наклеивать эпоксидным клеем на поверхность трения. В странах СНГ близкие к ней характеристики имеет металлофторопластовая лента МФЛ.
Из нее изготавливают подшипники скольжения для текстильных и другого технологического оборудования.
Материалы на основе фторопласта. Фторопласт занимает особое место среди других полимеров, его нельзя отнести ни к термопластам, ни к реактопластам, так как ему присущи свойства обеих групп. Он отличается самым низким и стабильным коэффициентом трения по стали (0,04) и лучшими смазывающими свойствами среди полимеров. Однако твердость чистого фторопласта невелика, что приводит к значительному деформированию поверхностных слоев при контактном взаимодействии и к интенсивному изнашиванию при трении. Поэтому для изготовления деталей ТС чистый фторопласт не применяют, а используют композиционные материалы на основе фторопласта.
В таблице 12.1 приведены физико-механические свойства ПМС на основе фторопласта-4.
Таблица 12.1
Физико-механические свойства ПМС на основе фторопласта-4
| Марка материала | Состав (массовая доля, %) | ρ, кг/м3 | σв, МПА | НВ, МПА | Ср, Вт/м.К | f | Іh.109 |
| Ф-4 | 14-35 | 30-40 | 0,2 | 0,04 | 80-100 | ||
| Ф4М15 | Ф-4(80), кокс(20) | - | - | - | 0,06 | 0,75-1,0 | |
| Ф4С15 | Ф-4(80), Стекло-волокно рубленое (15) | 11-14 | 50-60 | - | 0,08-0,09 | 1,7-2,0 | |
| Криолон-3 | Ф-4(82), Углерод- Ное волокно (5) | 22-25 | 55-60 | 0,36 | 0,08-0,10 | 0,5-0,7 | |
| КВН-3 | Ф-4, бронза, PbO, кокс MoS2 | 16-20 | 50-58 | 0,32 | 0,10-0,12 | 1,0-1,2 |
В последнее время расширяется применение спеченных пористых подшипников, пропитанных фторопластом. Такие подшипники весьма перспективны для не смазываемых опор скольжения благодаря высоким антифрикционным свойствам фторопласта. Коэффициент трения подшипников, пропитанных фторопластом, без смазки составляет примерно 0,05. Они надежно работают при температурах до 280 оС в кислых и щелочных средах. Триботехнические характеристики композиционных материалов существенно зависят от температуры окружающей среды.
Материал криолон-3 наряду с дисперсными наполнителями (МоS2 и бронза) содержит волокнистый наполнитель в виде измельченных углеродных волокон, что обеспечивает интенсивности изнашивания, особенно в области низких температур.
Общим для материалов этого типа является низкий коэффициент трения и интенсивность изнашивания при повышенных температурах. Криолон сохраняет работоспособность в диапазонах температур от –200 до +200 оС. Кроме материалов, приведенных в таблице 12.1 используют и другие высокоэффективные композиционные материалы на основе фторопласта-4 и фторопласта-40, содержащие от 5 до 45 % углеродного волокна, до 15 % бронзы, а также никель, кобальт, дисульфид молибдена, графит и другие элементы. Важное значение имеет не только количество наполнителей, но также форма и размеры частиц.
Осн.4 [5-6]
Контрольные вопросы
1. Чем обусловлены механические свойства полимеров?
2. Как изготавливают текстолиты?
3. Что называется полимерными материалами?
4. Как классифицируются ПСМ?
5. Какие материалы изготавливают на основе фторопласта?
Лекция 13. Материалы на основе полиамидов
Широкое применение в различных узлах трения находят антифрикционные композиционные материалы на основе полиамидов:
Н – [ – NH– (СН2)х – СО]n – ОН
Полиамиды, в основной полимерной цепи, имеющие в наличии амидные группы – NH–CO–, создают сильные межмолекулярные связи, за счет которых повышаются механические свойства, жесткость, твердость, стойкость к ударным нагрузкам, усталости и радиационная стойкость.
Полиамиды имеют довольно низкий коэффициент трения и по этому показателю уступают фторопласту и полиформальдегиду, однако по износостойкости и несущей способности превосходят их. Для улучшения прочностных свойств полиамиды армируют, а для увеличения смазочной способности вводят графит, МоS2, кокс и др. В таблице 13.1 приведены составы и физико-механические свойства композиционных материалов на основе полиамидов.
Улучшение триботехнических характеристик достигается также введением наполнителей в виде волокон, например углеродных, меднографитных взамен графитных порошков. Детали тяжелонагруженных узлов трения изготавливают из композиционных материалов на основе ароматического полиамида типа фенилона. При этом для эксплуатации в условиях малых скоростей и больших давлений предпочтительны полиамиды с высокой молекулярной массой; в условиях повышенных скоростей и малых контактных давлений – полиамиды с малой молекулярной массой. Детали из ароматических полиамидов отличаются высокой прочностью и теплостойкостью. Выпускаемые промышленностью ароматические полиамиды под названием фенилон стойки против многих химических веществ, масел, бензина. Детали из фенилона эксплуатируются при температурах от -50 до +200 оС.
Таблица 13.1
Физико-механические свойства композиционных материалов на основе полиамидов
| Марка материала | Состав компонентов | ρ.103, кг/м3 | σв, МПа | Ударная вязкость КС, кДж/м | НВ, МПа | Предель- ная рабочая температура, оС |
| ПА6-1-203 | ПА6, графит | 1,15 | 60-70 | 18-50 | –60-+165 | |
| ЛАМ-1 | ПА6, графит, алюминиевая пудра | 1,18 | –60-+165 | |||
| ПА12-11-13 | ПА12, MoS2 | 1,03 | 3-7 | –40-+80 | ||
| ПА66ПЭ | ПА66, полиэтилен | 1,13 | до 120 | |||
| Маслянит КСПЭ | ПА6, стекловолокно, полиэтилен, медь | - | - | –50-+200 |