Глава 12.1. Материалы на основе полимеров / 12.1.5. Применение пластмасс в промышленности / 12.1.5.2. Антифрикционные пластмассы
Антифрикционные пластмассы широко применяются вместо металлических вкладышей и подшипников скольжения. В качестве антифрикционных материалов в узлах трения скольжения используются как термореактивные (текстолит и ДСП), так и термопластичные пластмассы (капрон, фторопласт). Отличительной особенностью этих материалов является то, что их работоспособность не ухудшается при отсутствии смазки, а также при попадании воды в зону трения. В этих условиях они изнашиваются значительно медленнее, чем бронза — традиционный антифрикционный металлический сплав. Кроме того, пластмассы значительно меньше изнашивают сопряженные с ними в узлах трения детали. Износ стального вала, работающего в капроновых подшипниках, значительно меньше, чем в бронзовых или баббитовых.
Вместе с тем следует отметить, что применение антифрикционных пластиков ограничено, потому что они работоспособны лишь в малонагруженных узлах трения: при небольших давлениях (из-за низких механических свойств) и невысоких скоростях, т. е. при низких температурах. Выход из строя полимерных подшипников обычно связан с повышением температуры на поверхностях трения, при этом реактопласты обугливаются, а термопласты оплавляются и текут; допустимая температура эксплуатации не более 80 °С.
Лучшими антифрикционными свойствами обладает фторопласт-4. Коэффициент трения в парах со сталью и чугуном у фторопласта-4 в несколько раз ниже, чем у бронз. Так, в паре с чугуном СЧ20 при скорости скольжения 20 мм/мин коэффициенты трения составляют: для бронзы БрОЦС6-6-3 — 0,19, для цинкового сплава ЦАМ10-5 — 0,15, а для фторопласта-4 — 0,04, т.е. в 3 — 5 раз меньше.
Фторопласт-4 обладает достаточно высокой теплостойкостью и стабильностью свойств при повышении температуры, но из-за невысокой прочности и хладотекучести его применение в чистом виде возможно лишь в малонагруженных узлах трения. В промышленности применяют газонаполненные материалы на основе фторопласта-4: Ф4К20 и Ф4К15М5, где буквы означают: К — кокс, М — сульфид молибдена Mo2S.
Материалы на основе фторопласта-4 и текстолит используют для направляющих скольжения. Фторопласт-4, капрон и ряд других полимерных материалов применяют для изготовления подшипников скольжения. Производят также комбинированные металлопластиковые подшипники, выдерживающие большие нагрузки.