10.5. Фрикционные материалы

Фрикционные материалы применяют в тормозных устройствах и механизмах, передающих крутящий момент. Они работают в тяжелых условиях изнашивания — при высоких давлениях (до скоростях скольжения (до 40 м/с) и температуре, мгновенно возрастающей до 1000 °С. Для выполнения своих функций фрикционные материалы должны иметь высокий и стабильный в широком интервале температур коэффициент трения, минимальный износ, высокие теплопроводность и теплостойкость, хорошую прирабатываемость и достаточную прочность. Этим требованиям удовлетворяют многокомпонентные неметаллические и металлические спеченные материалы. Их производят в виде пластин или накладок, которые прикрепляют к стальным деталям, например дискам трения. Выбор материала производят по предельной поверхностной температуре нагрева и максимальному давлению, которые он выдерживает. Неметаллические материалы применяют при легких и средних режимах трения. Из них преимущественно используют асбофрикпионные материалы, состоящие из связующего (смолы, каучука), наполнителя и специальных добавок. Основным наполнителем является асбест, который придает материалу теплостойкость, повышает коэффициент трения и сопротивление схватыванию. К нему добавляют металлы (Cu, Al, РЬ, латунь) в виде стружки или проволоки для повышения теплопроводности; графит для затруднения схватывания (этому же способствует свинец, который, расплавляясь, служит как бы жидким смазочным материалом); оксиды или соли металлов (оксид цинка, барит ( и др.) для увеличения коэффициента трения.

Из асбофрикционных материалов наибольшей работоспособностью обладает ретинакс который содержит 25 % фенолформальдегидной смолы, 40% асбеста, 35% барита, рубленую латунь и пластификатор. В паре со сталью ретинакс обеспечивает коэффициент трения Его используют в тормозных механизмах самолетов, автомобилей и других машин.

Недостатком неметаллических материалов является невысокая теплопроводность, из-за чего возможны перегрев и разрушение материала.

Металлические спеченные материалы применяют при тяжелых режимах трения ртях Их производят на основе железа и меди Кроме основы и металлических компонентов ( и др.), обеспечивающих прочность, хорошую теплопроводность и износостойкость, эти материалы содержат неметаллические добавки - асбест, графит, оксид кремния, барит. Они выполняют те же функции, что и в асбофрикционных материалах.

Материалы на основе железа из-за высокой теплостойкости используют в узлах трения без смазочного материала, а на основе меди - при смазывании маслом.

В многодисковой тормозной системе самолетов используют бериллий из-за его высокой теплоемкости, теплопроводности и малой плотности (см. п. 13.2).