4. Фрикционные материалы

Порошковые фрикционные материалы предназначены для ра­боты в различных тормозных и передаточных узлах автомобилей, гусеничных машин, дорожных и строительных механизмов, само­летов, станков, прессов и т. п. Фрикционные элементы из порош­ковых материалов изготовляют в виде дисков, секторных накладок и колодок различной конфигурации. Применяют порошковые фрикционные материалы на основе меди и на основе железа.

Порошковые материалы на основе оловянистых и алюмини­евых бронз, содержащие свинец, графит и железо, предназначены преимущественно для работы в условиях трения со среднеугле-родистыми сталями с твердостью HRC 40—45 при давлении до 35 МПа и скорости скольжения до 50 м/с. При меньших давлениях и скоростях до 5 м/с используют Металлопластмассовые материалы.

Порошковые материалы на основе железа, содержащие до­бавки меди, графита, оксида кремния, асбеста, сернокислого бария предназначены для работы в условиях трения при давле­ниях до 3,00 МПа и скоростях до 60 м/с в паре с чугуном либо легированной сталью в тормозных устройствах различной кон­струкции (дисковых, колодочных, ленточных тормозах).

В сравнении с асбофрикционными материалами порошковые материалы обладают более высокими значениями термо- и износо­стойкости — в 2—4 раза, а в некоторых случаях, например при работе с легированным чугуном, и более высоким (на 15—25 %) коэффициентом трения.

Применение порошковых фрикционных материалов в тормоз­ных передаточных устройствах взамен применяемых литых (сталь, чугун) либо асбофрикционных деталей позволяет повысить долго­вечность, надежность и эффективность фрикционных узлов машин и механизмов, создать новые конструкции фрикционных узлов, имеющих более высокий коэффициент трения, высокую стабиль­ность, износостойкость и термостойкость.

5. Пористые фильтрующие элементы

Для изготовления фильтрующих элементов обычно применяют ткани, войлок, керамику, фарфор, а также сетчатые фильтры из различных материалов. Их недостатками являются низкая кор­розионная стойкость, недостаточная механическая прочность, низкая термостойкость и жаропрочность. В большинстве случаев они не допускают высокие перепады давлений и с трудом под­даются регенерации.

Высокопорстые порошковые металлические материалы бла­годаря жесткому пространственному каркасу имеют более высо­кую прочность. Они выдерживают резкие колебания температур, легко обрабатываются, свариваются и паяются, обеспечивают необходимую коррозионную стойкость, жаростойкость, тепло­проводность. Благодаря высокой пористости они имеют хорошую проницаемость для жидкостей и газов при достаточно тонкой фильтрации (до 30 мкм). Эти материалы легко регенерируются и при этом почти полностью восстанавливают свои первоначаль­ные свойства. Они не засоряют фильтрующиеся жидкости или газы материалами фильтра.

Технология изготовления металлических пористых элементов зависит от их формы и размеров. Фильтры небольших размеров изготавливают спеканием свободно засыпанного порошка. Для более крупных применяют холодное прессование и последующее спекание. Для получения тонких пористых лент применяют про­катку.

Для изготовления пористых проницаемых элементов при­меняют порошки различных металлов и сплавов: углеродистых и коррозионностойких сталей различных марок, сплавов никеля с хромом и молибденом, сплавов меди, титана, алюминия, воль­фрама, молибдена и др. В технике наибольшее распространение получили фильтры из коррозионностойкой стали, бронзы, сплавов никеля и титана.

Проницаемость пористого материала характеризуется коли­чеством жидкости или газа, прошедшего в единицу времени через единицу фильтрующей поверхности определенной толщины при заданном равномерном давлении на фильтре.

Фильтры из порошков коррозионностойких сталей ма­рок 14Х17Н2, 10Х18Н10 и других изготавливают прессованием или прокаткой с последующим спеканием при температуре 1200— 1250 °С. Фильтры имеют пористость 35—70 % с диаметром пор 4—100 мкм и тонкостью очистки 2—20 мкм. Интервал рабочих температур составляет от —90 до 250 °С. Стальные пористые фильтры применяют для очистки воздуха от пыли, водяного и масляного тумана, очистки различных жидкостей и газов, для изготовления перегородок, отделяющих газы от жидкостей.

Бронзовые пористые фильтры изготавливают либо свободной засыпкой порошка, либо с приложением давления прессования и спекают при 800—860 °С. Пористость фильтров составляет 25—45 % при диаметре пор 40—160 мкм и тонкости очистки 16— 60 мкм. Фильтры из порошка бронзы применяют для защиты различных приборов (топливных насосов, форсунок и др.) от попадания в них загрязнений из гидросистемы и трубопроводов, а также для очистки жидкостей и газов. Их применяют для очи­стки дизельного топлива в качестве влагомаслоотделителей.

Все более широкое применение начинают находить пористые фильтры, изготовленные из порошка титана. Пористость титано­вых фильтров составляет 25—65 % с диаметром пор 5—100 мкм и тонкостью очистки 4—20 мкм. Сочетание высокой коррозионной стойкости с хорошими эксплуатационными характеристиками позволяет использовать пористые фильтры из порошка титана в химической промышленности, медицине, авиационной технике. Они применяются для очистки агрессивных водных растворов кислот и растворов в химико-фармацевтической промышленности. Из порошка титана изготавливают пламягасящие элементы, паро­непроницаемые пластины и др.

Применение порошковых пористых материалов позволяет уве­личить срок службы насосов, двигателей и других агрегатов, работающих на очищенных жидкостях. С их помощью повы­шается эффективность химических процессов и улучшается каче­ство вакуумной продукции, создаются предпосылки для получе­ния материалов с новыми свойствами.

Порошковые твердые сплавы для режущего инструмента рас­смотрены в главе 11 настоящего раздела.