Принципы создания современных фрикционных материалов и направления их совершенствования

Современные разработки направлены на:

· создание экологически чистых фрикционных материалов, не содержащих асбеста, свинца, фенола и других токсичных ингредиентов и добавок;

· совершенствование конструкций фрикционных узлов трения (в том числе уплотнений);

· создание новой серии сплавов с высокими трибологическими свойствами.

Предлагается создание новой серии сплавов, которые позволяют улучшить трибологические характеристики (увеличение износостойкости, уменьшение коэффициента трения за счет микроструктуры «перитектического типа», состоящих из островков кремния, окруженных оловом).

Трибонит ТР–9 –листовой фрикционный материал. Предназначен для изготовления фрикционных изделий, применяемых в узлах трения автомобилей, мото-, велотехники, сельскохозяйственной техники и других видов машин и механизмов, работающих при давлении до 1,15 МПа и поверхностной температуре трения до +300°С. Изделия из трибонита могут эксплуатироваться в открытых узлах трения районах умеренного и тропического климата, а также в районах крайнего Севера при температуре до –60°С. Материал может применяться вместо тормозных лент по ГОСТ 1198–78 и ГОСТ 15960–79 путём наклеивания на несущий слой.

Материал поставляется в виде листов размеров 460x500 мм и толщиной от 4,0 до 12,0 мм. Гарантийный срок хранения – 2 года после изготовления.

Техническая характеристика трибонита: плотность – 1,8–2,2 г/см³, коэффициент трения 0,4–0,6, твёрдость по Шору А70–95, линейный износ 0,25мм, температура воспламенения 375°С, температура самовоспламенения 425 °С.

Графит, керамика, углеродсодержащие материалы, кевлар – новые материалы, которые стали использовать сравнительно недавно. Эти новые материалы для дисков муфт намного мягче, имеют пористую структуру, достаточную пластичность. Так как они намного мягче, они требуют значительно более гладкие поверхности стальных дисков. Эти новые материалы были разработаны из–за появления электронно-управляемых автоматических трансмиссий.

Диски из кевлара.Высокоэнергетические фрикционные диски были первыми дисками новой эры фрикционных материалов, которые содержат кевларовые волокна. Эти необычные диски на первый взгляд выглядят весьма рыхлыми, но стоит их пропитать трансмиссионной жидкостью, это совершенно исчезает, к тому же они обладают фантастическими характеристиками для передачи импульса энергии создаваемого муфтой. Хотя, последние разработки в этой области превосходят по своим техническим характеристикам даже высокоэнергетические фрикционные диски и обеспечивают еще более плавные переключения с меньшей вибрацией, в тоже время они способны выдерживать нагрев до 430°С.

Фрикционные материалы для работы в среде масла. Многодисковые маслоохлаждаемые тормоза являются наиболее эффективной конструкцией, позволяющей существенно повысить мощность и надежность работы тормозных устройств.

Российскими учеными создан отдел "Фрикционное материаловедение". Заведующий: канд. техн. наук В. П. Сергиенко, разработки которого направлены на создание следующих материалов:

· безасбестовые фрикционные композиционные материалы на полимерной основе для работы в условиях сухого трения и в среде масла;

· фрикционные накладки для тормозов и муфт сцеплений колесных тракторов, большегрузных автомобилей, сельскохозяйственной техники, мотовелосипедов и различного технологического оборудования, применяемого в технических обустройствах железных дорог и аэропортов, металлургии, металлообработке, на нефтехимических производствах;

§ шумоизолирующие многослойные материалы и звуковые барьеры, сертификация и контроль звукопоглощающих материалов;

§ композиционные материалы для восстановления изношенных металлических поверхностей трения и устранения поверхностных и объемных дефектов деталей из черных и цветных металлов;

§ термостойкие клеящие материалы и адгезивы для соединения неметаллических материалов с металлами, в том числе, для работы в жидких агрессивных и масляных средах – термореактивный клей предназначен для неподвижного соединения металлов, термореактивных полимеров, керамики и других машиностроительных материалов;

§ композиционный материал для заделки дефектов литья деталей обеспечивает надежную заделку всех видимых дефектов (трещины, сколы, дефекты отливок, следы абразивно–коррозионного износа) чугунных и других отливок.

Контрольные вопросы

1. Какие требования предъявляются к фрикционным материалам?

2. Каковы принципы легирования, роль легирующих элементов и области применения?

3. Каков состав и свойства фрикционных асбополимерных материалов?

4. Какие существуют порошковые фрикционные материалы? Каковы их преимущества и недостатки перед другими антифрикционными материалами?

5. Каковы современные направления в создании рассматриваемых материалов?