1.4. 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 среднеуглеродистыми 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.

1.5. 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.

Благодаря жесткому пространственному каркасу высокопористые порошковые металлические материалы 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 деталей 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 коррозионно-стойких сталей различных марок, сплавов никеля с хромом и молибденом, сплавов меди, титана, алюминия, вольфрама, молибдена и др. В технике наибольшее распространение получили фильтры из коррозионно-стойкой 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 коррозионно-стойких сталей марок 14Х17Н2, 10Х18Н10 и других изготавливают прессованием или прокаткой с последующим спеканием при температуре 1200– 1250 °С. Фильтры имеют пористость 35–70 % при диаметре пор 4–100 мкм и тонкости 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 в качестве влагомаслоотделителей для очи­стки дизельного топлива.

Все более широкое применение находят пористые фильтры, изготовленные из порошка титана. Пористость титано­вых фильтров составляет 25–65 % при диаметре пор 5–100 мкм и тонкости 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 пламегасящие 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.