Детали машин и аппаратов на основе твердых смазок, содержащих материалы сухого трения

Предлагаются к реализации результаты разработок в области триботехники материалов сухого трения, изготовляемых методами порошковой металлургии.

Разработки обладают рядом достоинств в зависимости от конструкции деталей и их назначения:

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ДЕТАЛИ ТРЕНИЯ

• сочетают механическую прочность металлической основы с антифрикционными свойствами твердых смазок,
• могут иметь анизотропные или изотропные трибомеханические характеристики,
• хорошо обрабатываются резанием,
• длительно и надежно работают в экстремальных условиях (вакуум, радиация, криогенные и высокие температуры),
• допускают кратковременную работу на воздухе без ухудшения триботехнических характеристик.

КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ДЕТАЛЯХ ТРЕНИЯ

• придают поверхности антифрикционные свойства,
• имеют заданный химический состав и прочное соединение с металлом подложки,
• способствуют повышению грузоподъемности и снижению веса узла трения.

МАТЕРИАЛЫ И ДЕТАЛИ С РАБОЧИМ СЛОЕМ В ВИДЕ ТВЕРДОЙ СМАЗКИ

• сочетают высокую несущую способность основы со смазывающими свойствами рабочего слоя,
• рабочие поверхности формируются окончательной формы и размеров и не подлежат механической обработке.

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ДЕТАЛИ ТРЕНИЯ

Композиционные материалы и детали трения представляющие собой дихалькогениды тугоплавкого металла (в качестве твердой смазки) в металле относятся к одной из перспективных групп антифрикционных материалов. Они сочетают прочность металлической основы (Cu, Ni, Co, Mo, Ag и их сплавы) с антифрикционными свойствами дихалькогенидов (MoS2, WS2, MoSe2, NbSe2). Методы порошковой металлургии, позволяющие варьировать состав материала и технологические параметры его изготовления, открывают широкие перспективы при создании материалов с наперед заданными свойствами.

Детали из композиций с твердыми смазками обеспечивают надежную и длительную работу узлов трения различных устройств и механизмов в высоком вакууме(до 10-13 мм рт.ст.) или средах инертных газов, при воздействии радиации (до 108 рад), в диапазоне температур 3 - 973 К. Длительный неподвижный контакт в космическом вакууме не приводит к ухудшению трибомеханических характеристик пары трения, при этом коэффициент трения в вакууме составляет 0,08 - 0,20, интенсивность износа 10 -8 ? 10-10.

Детали легко обрабатываются на металлорежущих станках, имеют срок хранения 12 лет. Применяются в качестве деталей зубчатых передач высокой точности, кулачков и других деталей сложной формы, подвергающихся механической обработке.

Трибомеханические характеристики

Дихалькогениды металла могут наноситься ионно-плазменным, электроискровым и некоторыми другими методами на детали из алюминия, титана или стали, что способствует повышению грузоподъемности узла трения и снижению его веса. Методы нанесения покрытий обеспечивают заданный химический состав и прочное соединение с подложкой. Толщина покрытия регулируется в пределах 0,1 - 3,0 мм.

Материалы и детали с рабочим слоем твердой смазки представляют собой пористую металлическую основу, изготовленную методами порошковой металлургии из сферического порошка, пропитанную суспензией, в состав которой входят твердые смазки. Особенности процесса пропитки позволяют регулировать высоту избыточного слоя твердой смазки на поверхности детали. Оптимальная высота рабочего слоя составляет 30 мкм.

Применяются в силовых, приборных и высокотемпературных узлах сухого трения, работающих в вакууме выше 10-2 мм рт.ст. в качестве вкладышей подшипников скольжения, конических роликов упорно-радиальных подшипников качения, направляющих втулок, шарниров, цилиндрических шестерен.

Трибомеханические характеристики материала с рабочим слоем твердой смазки