Состав фрикционных материалов на медной основе, %

Cu	Sn	Pb	Fe	C (графит)	Асбест	SiO2	Другие добавки
68…76	8…10	7…9	3…5	6…8	–	–	–
60…75	6…10	20	5	1…8	–	–	Ti, V, Si, As, M0S2
18	2	3	3	3	30	–	40 стеклянной фриты, 10–сульфида алюминия
68…86	5…10	5…10	2	4…8	3	3	Ni
75	8	5	4	1…20	–	–	Si, Zn

Связующими в таких материалах являются каучуки и смолы, а также их комбинации. Наибольшее распространение нашли бутадиеновые (СКБ, СКБСР, СКД), бутадиен-нитрильные (СКН-26 м) и другие. Используется и натуральный каучук.

Фрикционные асбополимерные материалы крепятся к металлическому каркасу различными способами: механически (заклепки, винты, болты), приклеиванием, приформовыванием в процессе изготовления.

В связи с тем, что асбест небезопасен для здоровья, в настоящее время ведутся исследования по созданию безасбестовых фрикционных материалов.

Одним из возможных заменителей асбеста в перспективе является высокопрочное и теплостойкое волокно кевлар, нашедшее применение за рубежом. Износостойкость фрикционных колодок с кевларом может быть выше асбестовых при сохранении стабильных характеристик при высоких температурах.

7.9. Припои

Припоями называются присадочные металлы или сплавы предназначенные для заполнения зазора между соединяемыми поверхностями изделий в процессе пайки. Они обладают более низкой температурой плавления, чем материал соединяемых деталей.

Припои подразделяются на две группы:

– мягкие, имеющие температуру плавления менее 300 ºС (сплавы на основе Sn, Pb с добавками Cd, Bi и др.);

– твердые, с температурой плавления более 300 ºС и отличающиеся высокой прочностью (сплавы на основе Cu, Ag, Ni, Zn).

На практике припои выбираются согласно типу паяемого металла или металлов ( если они разнородны), требуемой механической прочности, коррозионной стойкости, удельной электропроводности, стоимости.

Название припоя определяется металлами, которые входят в него в наибольшем количестве. В случае содержания в припоях драгоценных металлов название происходит от этих металлов.

Маркировка припоев начинается с буквы П – припой. Далее следуют наименования входящих основных элементов по первой букве их названия: О – олово, Су – сурьма, С – свинец, А – алюминий, Ср – серебро, Н – никель, Пд – палладий, Ин – индий, М – медь, Зл – золото, Г – германий, Кр – кремний, Ви – висмут, К – кадмий, Т – титан. После букв идут цифры, указывающие процентное содержание элементов.

Для получения хорошего соединения, припой должен иметь более низкую температуру плавления, чем металл. В расплавленном состоянии он должен хорошо смачивать поверхности. В этих случаях используются припои на основе олова, свинца, цинка, серебра. Например, в приборостроении для низкотемпературной пайки используются оловянно-свинцовые и оловянно-цинковые припои (ГОСТ 21931-76).

Сплавы олова и цинка имеют самую низкую температуру плавления из всех сплавов этой системы (199 ºС). Сплавы ПОЦ-70, ПОЦ-60, ПОЦ-40 используются для пайки алюминия и его сплавов.

В тех случаях когда требуется очень низкая температура нагрева (менее 100 ºС) применяются сплавы висмута со свинцом.

Припои для высокотемпературной пайки обеспечивают более прочные соединения, чем для низкотемпературной, так как вследствие высокой температуры нагрева происходит взаимная диффузия элементов основного металла и припоя. Так для пайки наружных деталей и сборочных единиц электровакуумных приборов из меди и ее сплавов, нержавеющей и углеродистой стали используются твердые серебряные припои ПСр-2,5; ПСр-3; ПСр-15; ПСр-40; ПСр-45. Для латунных соединений, не подвергаемых ударным нагрузкам, применяется медно-цинковый припой ПМц-3.

Твердые медно-фосфорные припои (ПМФ1, ПМФ2, ПМФ3) используются для пайки медных, латунных и бронзовых деталей работающих в условиях небольших статических нагрузок.

Пайка алюминия и его сплавов производится специально разработанными для этой цели припоями и флюсами. Основным препятствием при пайке алюминия является пленка оксида, мгновенно образующаяся при ее удалении механическим способом. Для пайки алюминия применяются мягкие (АВИА1 и АВИА2) и твердые (П 425А, П 34А, ПСИЛО) припои. При пайке мягкими припоями поверхность алюминия предварительно покрывается никелем.

Для исключения окисления кислородом воздуха припоев и металла соединяемых деталей во время пайки используются вспомогательные вещества, которые называются флюсами. Последние должны иметь температуру плавления на 50…100 ºС ниже температуры плавления припоя, хорошо растекаться по поверхности основного металла и припоя, не изменять своего состава при пайке, легко удаляться с поверхности детали после пайки, не вызывать коррозии.

При пайке и лужении мягкими припоями латуни, меди, никеля и металлов, покрытых оловом, серебром, кадмием или сплавами олово-свинец, олово-висмут, в качестве флюса используется канифоль (ФК) и флюсы на ее основе с добавлением этилового спирта. Для пайки меди, латуни, бронзы, константана, серебра, платины и ее сплавов используется флюс ФТСп на основе этилового спирта (94…95 %) с добавлением салициловой кислоты (4…4,5 %) и триэтаноламина (1…1,5 %). При пайке и лужении стали и хромоникелевых сплавов между собой и в соединении с медью и ее сплавами применяется ФДФс на основе этиленгликоля (50…60 %), ортофосфорной кислоты и солянокислого диэтиламина в равных пропорциях.

При пайке твердыми припоями используются флюсы на основе галогенидов (хлоридов, фторидов) щелочных металлов (Li, Na, K).

Контрольные вопросы

1. На какие группы подразделяются цветные металлы по физическим и химическим свойствам?

2. Какими основными свойствами обладают медь, титан, никель, вольфрам, молибден, хром, ванадий?

3. На какие основные группы делятся алюминиевые сплавы?

4. Как маркируются алюминиевые сплавы?

5. Какие алюминиевые сплавы называются порошковыми?

6. Какие существуют основные виды термической обработки алюминиевых сплавов?

7. Назовите области применения алюминиевых сплавов.

8. Как классифицируются и обозначаются медные сплавы?

9. Какие сплавы называются латунями? Назовите их виды и свойства.

10. Какие сплавы называются бронзами? Назовите их виды и свойства.

11. Приведите области применения сплавов на основе меди.

12. На какие группы подразделяются сплавы на основе магния, титана, никеля? Каковы их характерные свойства?

13. Какие материалы называются антифрикционными? Назовите их характерные свойства.

14. На какие виды подразделяются антифрикционные сплавы? Приведите области их использования.