Матеріали для деталей, що труться.
Делі, що труться, залежно від призначення виготовляють з конструкційних, інструментальних, антифрикційних, фрикційних та інших зносостійких матеріалів широкої номенклатури. Іноді зносостійкі матеріали наносять у вигляді покриття, плівок або накладок на остов з основного конструкційного матеріалу. Зносостійкі в техніці називають матеріали, які при терті навіть у важких умовах навантаження порівняно мало зношуються. Зносостійкість є загальною вимогою для триботехнічних матеріалів, у тому числі і фрикційних, за винятком покриттів для приробітку і плівок.
При специфічних вимогах, зокрема по електропровідності (ковзаючі контакти, ламелі колекторів електродвигунів), за стійкістю до впливу хімічно агресивних середовищ (газів, у тому числі гарячих робочих рідин у системах живлення двигунів і ракет, кислот і лугів), деталі, що труться, виготовляють з легованих сталей та інших сплавів спеціального призначення, оксидів металів, металокерамічних, неметалевих та композиційних матеріалів.
З конструкційних сталей виготовляють деталі, які повинні задовольняти умови високої міцності, жорсткості або податливості і мати на тих чи інших ділянках поверхні тертя. Це деталі типу валів, пальців, болтів шарнірів, зубчастих коліс тощо. Зі сталі та чавуну виготовляють силові циліндри, поршні, плунжери та поршневі кільця. Чавун широко поширений як матеріал для станин, столів кареток, повзунів, напрямні яких схильні до тертя; сфера застосування його розширюється.
У рухомих зчленуваннях, як, наприклад, у зубчастих муфтах, через невеликі взаємні зміщення деталі виготовляють із незагартованих сталей, що погано працюють у парах тертя. При підвищенні швидкості ковзання та питомоїтиску частіше використовують термозміцнені сталі та сплави, що володіють вищою зносостійкістю.
Механізм зношування конструкційних сталей також недостатньо з'ясований, хоча властивості поверхонь тертя досліджували багато хто, провівши фізико-хімічні дослідження структури триботехнічних матеріалів у вузлах тертя. Достовірніші дані отримані для пари тертя сталь-бронза. Встановлено, що при терті пари бронза-сталь у середовищі гліцерину на поверхні тертя утворюється сервовітна плівка в результаті розпаду мідного сплаву (твердого розчину), а мастильний матеріал пари бронза-сталь полегшує дифузійні процеси. Це можна уподібнити ковзанню тіла по льоду, коли низький коефіцієнт тертя забезпечується сервовитою плівкою між льодом і металом.
Фізико-хімічні дослідження структури сервовітної плівки дали підставу припустити, що матеріал плівки знаходиться в стані, подібному до розплаву. Плівка не здатна до наклеп, має малі зусилля зсуву, пориста, у верхній частині не має оксидів, здатна до схоплювання, при терті її частки можуть переходити з однієї поверхні тертя в іншу, тобто. схоплюватися без утворення пошкоджень та збільшення сил тертя.
Мастильний матеріал - матеріал, що вводиться на поверхні тертя для зменшення сили тертя та (або) інтенсивності зношування.
Мастилом називають дію мастильного матеріалу, в результаті якого між двома поверхнями зменшується сила тертя та (або) інтенсивність зношування.
Змащування - це підведення мастильного матеріалу до поверхні тертя. Як тверді мастильні матеріали застосовують графіт і молібденіт, рідше дисульфіди молібдену, вольфраму або нітрид бору. При використанні твердого мастильного матеріалу в підшипниках кочення важко утримати йогона поверхнях тертя. Застосовують різні способи нанесення порошкоподібних матеріалів на поверхні деталей підшипника: втирання (шаржування), вбивання (галтівка в барабані) та ін.
Необхідні умови створення нових сплавів та складність завдання підбору раціональної структури триботехнічного матеріалу можна розглянути на антифрикційних підшипникових сплавах, основну вимогу до структури яких вперше сформульовано 1897 р. Г. Шарлі. Згідно з правилом Г. Шарлі, антифрикційні сплави, що добре працюють, повинні мати рівномірно розподілені в пластичній основі тверді зерна з низьким коефіцієнтом тертя і малою схильністю до задирів. Цьому правилу свого часу задовольняли всі відомі підшипникові сплави. Однак останніми роками розроблені нові підшипникові сплави (наприклад, свинцева бронза), у яких м'які включення свинцю розподілялися у твердій матриці. Можна також відзначити ефективні однорідні антифрикційні матеріали, такі як срібло, поліаміди та ін.
Невеликі переміщення деталей у вузлі тертя часто не викликають у конструктора побоювань щодо зносостійкості. Однак за недостатньої твердості матеріалу довговічність деталей і вузла тертя може бути низькою.
Серед численних матеріалів, що застосовуються як зносостійкі (ливарні сплави чорних і кольорових металів, металокерамічні матеріали, пластмаси, граніт, гума, шкіра, дерево, композити та ін.), значне місце посідають мідні сплави. У таблиці наведено ряд зносостійких мідних сплавів, що використовуються як антифрикційні конструкційні матеріали.