Hlavné smery výskumu trecích materiálov

Hlavné smery výskumu trecích materiálov
S cieľom prispôsobiť sa rozvoju strojárskeho priemyslu zdokonaľovanie a skúmanie nových trecích materiálov so zameraním na nasledujúce aspekty: zlepšiť odolnosť materiálu proti opotrebovaniu, ktorá určuje životnosť brzdového zariadenia; získať dostatočne vysoký a stabilný koeficient trenia na zabezpečenie spoľahlivosti a plynulosti práce brzdových a prevodových zariadení.
Tepelnú odolnosť trecích materiálov v zásade charakterizujú dva ukazovatele: odolnosť voči oxidácii pri vysokých teplotách a schopnosť kovovej matrice, na ktorej je materiál založený, udržať si dostatočnú mechanickú pevnosť. Aby sa dosiahli vyššie prevádzkové teploty, došlo k prechodu na žiaruvzdornejšie kovy a zložitejšie legovanie. Napríklad pri silnom zaťažení pri materiáloch na báze železa namiesto materiálov na báze bronzu: aby sa zlepšila pracovná teplota a limit mechanickej pevnosti materiálov na báze medi, hliník namiesto cínu na legovanie medi; materiály na báze železa s prídavkom niklu, kobaltu, chrómu, mangánu, volfrámu, molybdénu a ďalších prvkov na vytvorenie zliatiny železa, aby sa ďalej zlepšila tepelná stabilita a mechanická pevnosť trecieho materiálu na báze železa.
Trecie materiály na báze železa v kontakte so železom pri vysokých teplotách. Nestabilný grafit má tiež čoraz väčšiu tendenciu byť nahradený inertnými prostriedkami proti zadieraniu (ako je nitrid bóru). Pri veľkom zaťažení sa navrhujú trecie materiály práškovej metalurgie na báze niklu a volfrámu. Na zlepšenie ich odolnosti voči oxidácii sú navrhnuté trecie materiály na báze vlákien z nehrdzavejúcej ocele. Pre odolnosť proti opotrebeniu sa na zvýšenie pevnosti kovovej matrice trecieho materiálu používa rovnaké multilegovanie.
Aby sa zlepšil a stabilizoval koeficient trenia, vykonalo sa veľa výskumných prác pri skúmaní nových trecích činidiel a činidiel proti zadretiu. Aby sa zlepšil koeficient trenia trecích materiálov na báze železa, pridali sa také zlúčeniny: ako je karbid bóru, karbid kremíka, karbid zirkónia, nitrid bóru atď. nitrid nahradiť.
V materiáloch na báze medi sa ako trecie činidlá na zlepšenie koeficientu trenia efektívne používajú oxid kremičitý, azbest, mullit a oxid hlinitý. Disulfid molybdénu, disulfid volfrámu a nitrid bóru sa široko používajú v materiáloch na báze železa na úpravu koeficientu trenia a zlepšenie vlastností proti odieraniu. Taviteľné kovy olovo, cín, bizmut, antimón, kadmium a ďalšie prísady venujú väčšiu pozornosť, sú v dôsledku zvýšenia teploty v trení a menia sa na kvapalinu, aby sa zabránilo vzniku javu stick-slip, aby sa stabilizoval koeficient trenie je výhodné. V trecom materiáli pridať ako čistý karbid alebo čistý nitrid stabilnejší, vyššia pevnosť komplexnej zlúčeniny urobil veľa práce. Materiály na báze železa a medi v tuhom roztoku typu titán alebo zirkónium kyslík, uhlík, zlúčeniny dusíka TiO-TiN-TiC alebo Zr-ZrO-ZrN, koeficient trenia tohto materiálu je 0,55 , odolnosť proti opotrebeniu môže byť zvýšená viac ako 9-krát.
Pri rýchlosti trenia 40 ml/s sú trecie materiály s viac ako 2 % oxidu titaničitého a 3 % až 10 % oxidov kremíka, hliníka, zirkónu, horčíka, berýlia, vápnika a chrómu v materiáloch na báze železa a medi. odporúčané.
Jedným z nových navrhovaných smerov je, aby póry vopred spekanej kovovej matrice obsahovali jemne mletý sklenený prášok, čo sa robí jeho impregnáciou silikónovou živicou obsahujúcou suspendované častice skla, po čom nasleduje dodatočné tepelné spracovanie.
Ak v minulosti bola výroba práškových metalurgických trecích materiálov založená najmä na praktických skúsenostiach, v budúcnosti bude hlavná pozornosť venovaná štúdiu mechanizmu trenia a opotrebovania pri prevádzke trecej dvojice, čo poskytne vedecký základ pre návrh trecích materiálov s požadovanými vlastnosťami.