Основні напрямки досліджень фрикційних матеріалів

Основні напрямки досліджень фрикційних матеріалів
З метою адаптації до розвитку машинобудівної промисловості, удосконалення та дослідження нових фрикційних матеріалів, зосереджуючись на наступних аспектах: покращити зносостійкість матеріалу, що визначає термін служби гальмівного пристрою; отримати досить високий і стабільний коефіцієнт тертя для забезпечення надійності і плавності роботи гальмівних і трансмісійних пристроїв.
Термостійкість фрикційних матеріалів в основному характеризується двома показниками: стійкістю до окислення при високих температурах і здатністю металевої матриці, на якій базується матеріал, зберігати достатню механічну міцність. Для досягнення більш високих робочих температур відбувся перехід до більш тугоплавких металів і більш складного легування. Наприклад, при великому навантаженні під більшою кількістю матеріалів на основі заліза замість матеріалів на основі бронзи: щоб покращити робочу температуру та межу механічної міцності матеріалів на основі міді, алюміній замість олова для легування міді; матеріали на основі заліза з додаванням нікелю, кобальту, хрому, марганцю, вольфраму, молібдену та інших елементів для легування заліза з метою подальшого покращення термічної стабільності та механічної міцності фрикційного матеріалу на основі заліза.
Фрикційні матеріали на основі заліза контактують із залізом при високих температурах. Нестійкий графіт також дедалі частіше замінюють інертними антизадирними речовинами (такими як нітрид бору). При великих навантаженнях запропоновано порошкові металургійні фрикційні матеріали на основі нікелю та вольфраму. Для підвищення їх стійкості до окислення запропоновано фрикційні матеріали на основі волокон нержавіючої сталі. Для зносостійкості використовується те саме мультилегування для підвищення міцності металевої матриці фрикційного матеріалу.
Щоб покращити та стабілізувати коефіцієнт тертя, було проведено багато дослідницьких робіт із вивчення нових фрикційних та протизадирних агентів. Для підвищення коефіцієнта тертя до фрикційних матеріалів на основі заліза додають такі сполуки: карбід бору, карбід кремнію, карбід цирконію, нітрид бору та ін. нітрид замінити.
У матеріалах на основі міді кремнезем, азбест, муліт і оксид алюмінію ефективно використовуються як фрикційні агенти для підвищення коефіцієнта тертя. Дисульфід молібдену, дисульфід вольфраму та нітрид бору широко використовуються в матеріалах на основі заліза для регулювання коефіцієнта тертя та покращення протизадирних властивостей. Плавкий метал свинець, олово, вісмут, сурма, кадмій та інші добавки приділяють більше уваги, вони перебувають у терті через підвищення температури та перетворюються на рідину, щоб запобігти виникненню явища ковзання, щоб стабілізувати коефіцієнт тертя є вигідним. У фрикційний матеріал, щоб додати, ніж чистий карбід або чистий нітрид більш стабільний, більш висока міцність комплексного з'єднання зробив багато роботи. Матеріали на основі заліза та міді у твердому розчині типу кисню титану або цирконію, вуглецю, азоту TiO-TiN-TiC або Zr-ZrO-ZrN, коефіцієнт тертя цього матеріалу 0.55 , зносостійкість можна збільшити більш ніж у 9 разів.
При швидкості тертя 40 мл/с фрикційні матеріали з більш ніж 2% оксиду титану та від 3% до 10% оксидів кремнію, алюмінію, цирконію, магнію, берилію, кальцію та хрому в матеріалах на основі заліза та міді є рекомендований.
Один із запропонованих нових напрямків полягає в тому, щоб пори попередньо спеченої металевої матриці включали дрібно подрібнений скляний порошок, що здійснюється шляхом просочення його силіконовою смолою, що містить зважені частинки скла, з подальшою додатковою термічною обробкою.
Якщо раніше виробництво порошкових металургійних фрикційних матеріалів в основному базувалося на практичному досвіді, то в майбутньому основна увага приділятиметься вивченню механізму тертя та зношування під час роботи пари тертя, що забезпечить наукову основа для конструювання фрикційних матеріалів з необхідними властивостями.