антифрикционные порошки, металлы, сплавы

Антифрикционные порошки

Материалы, которые обеспечивают снижение трения, называют антифрикционными, или подшипниковыми. Из сплавов в качестве антифрикционных применяют чугуны, баббиты и бронзы. Порошковая металлургия предлагает антифрикционные составы на основе железа, меди, цинка, олова, алюминия, сурьмы, свинца или других металлов в смеси с твердыми смазками типа сульфидов, пластмасс или графита. Особо прочные антифрикционные покрытия делают на основе карбидов и боридов титана, гафния, вольфрама, циркония и других твердых металлов.

Противоположными по действию подшипниковым  считают фрикционные порошки, которые еще называют тормозными.  Их используют в тормозящих и передаточных элементах техники, разных видах оборудования и транспорта. Для получения фрикционных материалов используют оловянные и алюминиевые бронзы с добавками железа, графита, асбеста, свинца, сернокислого бария, окиси кремния, твердых пластмасс.

Свойства антифрикционных порошковых материалов

Антифрикционные порошки ценны не только малым коэффициентом трения, но способностью выдерживать мощные нагрузки, быстро прирабатываться к валам, медленно изнашиваться. Покрытия из анфрикционных порошков в 3-5 раз более износостойкие, чем баббиты или бронзы, способны выдерживать большие на 40-70% скорость и давление.

Материалы на основе антифрикционных порошков отличаются пористостью до 35%. Поэтому их можно пропитывать масляными смазками. Когда при работе происходит нагрев, масло из пор и мелких каналов начинает выделяться и формировать на поверхности трения смазывающую пленку. После прекращения работы механизм остывает, и часть масла поглощается обратно. Благодаря этим особенностям подшипники из антифрикционных порошков можно смазывать  через каждые 3000-5000 часов работы.

 Антифрикционные материалы из порошков выдерживают экстремально высокие или низкие температуры, вакуум, среду активных газов, бензина, агрессивных щелочных и кислотных растворов, соленую воду.

Как производят антифрикционные материалы

Для антифрикционных материалов обычно используют порошки с размером частиц 5-40мкм, полученные механическим размолом и тщательным рассевом для получения нужной фракции. Порошки дозируют, смешивают с различными добавками. Затем формуют изделия, спекают и пропитывают серой, жидким металлическим расплавом, маслом или суспензией твердой смазки.

Бронзовые антифрикционные порошки спекают при температуре порядка 900°C, для железных порошков нужно на 100-150°C больше. Пористые антифрикционные материалы легко окисляются при нагревании, поэтому спекание производят в инертных газах. После спекания детали закаливают струей холодной воды и высушивают.

Сульфидирование, или пропитка серой, значительно повышает анфрикционность порошковых материалов. Для этого спеченную заготовку погружают в расплав серы на 15 минут при 150°C. Потом изделие переносят в герметизированную азотоводородную печь и нагревают до 500°C.

Как применяют антифрикционные порошки

Из антифрикционных материалов, полученных методами порошковой металлургии, производят вкладыши, направляющие, втулки, подшипники — детали, поверхности которых постоянно скользят или трутся. При конструировании станков, машин, технологических комплексов, энергоустановок детали из антифрикционных порошковых материалов предусматривают в турбинах, сцепляющих узлах, поршнях, двигателях. Но самое ходовое порошковое антифрикционное изделие для стационарной и ходовой техники — подшипник скольжения.

В гражданском и промышленном строительстве антифрикционными элементами укрепляют подвижные конструкции, инженерные сооружения – мосты, шлюзы, башни. На железных дорогах антифрикционные материалы нужны для устройств передвижения рельсов. В ременных передачах, зубчатых колесах, шкивах детали с антифрикционными функциями нужны как связующие элементы. Не всегда применяют цельные детали из антифрикционных порошков, много изделий делается с антифрикционными порошковыми покрытиями.