Износостойкие материалы для пар трения, работающих при высоких скоростях скольжения
Опубликовано: 05.12.2017
В настоящее время проблемы трения и износа материалов при высоких скоростях скольжения возникают в авиации, на транспорте, в турбостроении, приборостроении, оборонной технике и в других отраслях промышленности.
Например, для скоростных поездов с турбореактивными двигателями необходимы для узлов трения материалы, которые могут длительное время работать при скорости скольжения более 120 м/с и удельном давлении более 2,5 МПа. Узлы трения ракетных треков и артиллерийских орудий работают при скорости скольжения более 800 м/с и удельном давлении более 10 МПа. В режиме высокоскоростного скольжения с удельными давлениями более 1,2 МПа работают тормоза самолетов, ультрацентрифуги буровых лебедок.
Повышение износостойкости высокоскоростных узлов трения обычно связано с необходимостью выбора конструкционных материалов трущихся пар. В этом случае чаще всего речь идет о выборе материала для одного из трущихся тел, так как материал второго (контртела) может быть заранее заданным. Так, например, многие направляющие и контртела изготавливают из высокопрочных и рельсовых сталей, а материалы для скользящих по ним тел выбирают исходя из того, чтобы они обеспечивали низкий коэффициент трения, прогнозируемый износ, сохранение заданных прочности и термостойкости при износе, а также обладали необходимой технологичностью изготовления и были недефицитными.
Необходимость создания новых конструкционных материалов с повышенной износостойкостью при высоких скоростях скольжения связана с тем, что выпускаемые промышленностью фрикционные и антифрикционные материалы не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым к их работе в высокоскоростных установках и узлах трения. В частности, такие антифрикционные материалы как баббиты, свинцовые бронзы, алюминиево-оловянные сплавы и т.д., хорошо зарекомендовавшие себя в подшипниках скольжения, работающих при скоростях скольжения до 10 м/с, обладают недостаточной износостойкостью при скоростях скольжения 10…30 м/с, а при скоростях скольжения более 100 м/с их практически невозможно использовать из-за низкой надежности и высокой интенсивности изнашивания. В таблице приведены данные интенсивности изнашивания ряда антифрикционных сплавов при удельном давлении 2,5 МПа и различных скоростях скольжения.