7.8. Фрикционные материалы

Тормозные устройства из фрикционных материалов предназначены для превращения кинетической энергии движущихся масс в теплоту при сохранении их работоспособности.

Фрикционные материалы разработаны для различных условий эксплуатации: для весьма легких (температура на поверхности трения до 100 ºС), легких (до 250 ºС), средних (до 600 ºС), тяжелых и сверхтяжелых (до 1000 ºС и более).

Для легких условий эксплуатации используются стали, чугуны и бронзы. Для устройств, работающих в условиях эксплуатации средней тяжести, применяются асбофрикционные и спеченные на основе бронз материалы. Для тяжелых и сверхтяжелых условий – спеченные материалы на железной основе, углеродные или графитовые волокна в углеродной матрице.

Фрикционные материалы разделяются на две группы: металлические и неметаллические.

В тяжелых условиях эксплуатации при работе без смазки наиболее износостойкими являются легированные чугуны.

Например, срок службы тормозных колодок железнодорожного транспорта из чугуна с содержанием фосфора до 3 % по сравнению с серым чугуном, не содержащим фосфора, увеличивается на 12 %. При этом интенсивность износа колес уменьшается.

Перспективно использование спеченных фрикционных материалов на основе железа и меди. Из материалов на железной основе наибольшее распространение получили материалы, приведенные в табл. 24.

Таблица 24

Состав и свойства фрикционных материалов на железной основе

Материал

Состав, %

Другие добавки

в

сж

Износ за одно торможение, мкм

Fe

Cu

Ni

C

SiO2

Ас–бест

НВ

МПа

ФМК–8

45

–

25

7

–

–

Cr, W, Cu2S

60–90

9–100

450–500

5–8

ФМК–11

64

15

–

9

3

3

BaSO4

80–100

50–70

300–350

16

МКВ–50А

64

10

–

8

–

3

FeSO4, SiC, B4C

8–100

30–40

150–210

6

СМК–80

48

23

–

–

–

–

Mn, BN, B4C SiC, M0S2

8–100

–

200–250

1,25

Фрикционные спеченные материалы на основе меди широко используются при работе без смазки. В табл. 25 приведены некоторые марки фрикционных материалов на медной основе.

В тормозах железнодорожного транспорта широкое применение имеют асбофрикционные материалы, главным компонентом которых является хризотил-асбест (ГОСТ 18711-97). Асбест способствует очищению поверхности трения от загрязнений. В качестве армирующих компонентов используются шлаковая или минеральная вата; стеклянные, базальтовые, углеродные и другие волокна. В качестве наполнителей применяются седрик, баритовый концентрат, оксиды хрома, глинозем, каолин, мел и др.

Таблица 25