16. Сплавы с мягкой матрицей и твердыми включениями (баббиты, бронзы, латуни).

Баббиты – мягкие (НВ 30) антифрикционные сплавы на оловянной или свинцовой основе. По антифрикционным свойствам баббиты превосходят все остальные сплавы, но значительно уступают им по сопротивлению усталости. Из-за высокого содержания дорогостоящего олова их используют для подшипников ответственного назначения (дизелей, паровых турбин и т.п.).

Бронзы относятся к лучшим антифрикционным материалам. Особое место среди них занимают оловянистые и оловянисто-цинково-свинцовистые бронзы. Бронзы применяют для монолитных подшипников скольжения турбин, электродвигателей, компрессоров, работающих при значительных давлениях и средних скоростях скольжения.

Латуни применяют в качестве заменителей бронз для опор трения. Однако по антифрикционным свойствам они уступают бронзам. Латуни применяют при малых скоростях скольжения и невысоких нагрузках, например, для опор трения приборов.

17. Сплавы с твердой матрицей и мягкими включениями

Относятся серые чугуны. Роль мягкой составляющей принадлежит включениям графита. Серые чугуны СЧ15, СЧ20 и легированные антифрикционные чугуны АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3 (сер.), АЧК-1, АЧК- 2 (ковкие) используют при значительных рабочих давлениях и малой скорости скольжения. Для уменьшения износа детали, марку чугуна подбирают в зависимости от твердости стальной цапфы, твердость которой должна быть выше. Чугуны дешевле стоят, но плохо прирабатываются и чувствительны к ударной нагрузке.

Свинцовистая бронза БрС30 с 30% Pb(свинца) и алюминиевые сплавы типа А09-2(9% олова(Sn), 2% меди). Включения Pb и Sn выполняют функцию мягких составляющих. Эти металлы легкоплавки и при граничном трении их тонкая пленка защищает шейку стального вала от повреждения, причем при больших скоростях скольжения и высоком давлении.

18. Антифрикционные порошковые материалы.

Для изготовления подшипников скольжения, уплотнений, подпятников наряду с литыми сплавами (бронзы, баббиты и чугуны) используют антифрикционные материалы, изготовленные методом порошковой металлургии. Их создают на основе меди или железа с добавлением веществ типа твердых смазок (графит, сульфиды и др.), что обеспечивает им заданные триботехнические и эксплуатационные свойства.

Антифрикционные порошковые материалы по сравнению с обычными антифрикционными материалами обладают радом преимуществ:

1. Их износостойкость в несколько раз выше, чем у баббитов и бронз.

2. Они работают при более высоких скоростях и давлениях.

Наличие в структуре пористости (до 35%), позволяет их предварительно пропитывать

смазочными маслами. Во время работы по мере нагревания, масло из пор постепенно вытесняется наружу и образует смазочную пленку на рабочей поверхности. При остановке и последующем охлаждении подшипника масло частично всасывется обратно в поры. Потому пористые подшипники могут работать длительное время без дополнительной смазки (3…5 тыс. ч.)

19. Самосмазывающиеся спеченные антифрикционные материалы

Самосмазывающиеся подшипники получают методом порошковой металлургии из материалов различной комбинации: железо – графит, железо – медь – графит или бронза – графит. Графит вводят в количестве 1…4%. После спекания в материале сохраняется 15… 35% пор, которые затем заполняют маслом. Масло и графит смазывают трущиеся поверхности.

Спеченные железографитовые материалы по триботехническим свойствам близки к серым чугунам, но обладают лучшей прирабатываемостью (свойство материалов сглаживать поверхности трения деталей в начальный период трения). Срок службы подшипников из железографитовых материалов не превышает 3…5 тыс.ч. Их применяют в колесных парах тепловозов, узлах трения сельскохозяйственных машин, угольных транспортеров и прокатных станов, сверлильных станков.

Композиция железо – медь – графит обеспечивает длительную работоспособность подшипников при непрерывной подаче смазки в жестких условиях трения.

Широкое распространение получили спеченные самосмазывающиеся подшипники из композиций бронза – графит. Из них изготавливают антифрикционные детали электродвигателей, автотракторного электрооборудования, швейных и стиральных машин, звукозаписывающей аппаратуры и другой бытовой техники.

Такие подшипники работают при небольших скоростях скольжения (до 3 м/с), отсутствия ударных нагрузок и устанавливаются в труднодоступных для смазки местах.