vestnikvniizhtВестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL2223-97312713-2560Joint Stock Company "Railway Research Institute"10.21780/2223-9731-2016-75-5-278-282vestnikvniizht-109Research ArticleДругоеMiscellaneousРазработка и внедрение биметаллических подшипников скольжения из алюминиевых сплавовDevelopment and implementation of bimetallic sliding bearings made of aluminum alloysМироновА. Е.MironovA. E.isgershman@gmail.comФокс-РабиновичГ. С.Fox-RabinovichG. S.noemail@neicon.ruРаковК. М.RakovK. M.noemail@neicon.ruАкционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)РоссияJSC “Railway Research Institute” (JSC “VNIIZhT”)Russian FederationУниверситет Макмастера, ГамильтонРоссияMcMaster UniversityRussian Federation201628102016755278282Copyright © Миронов А.Е., Фокс-Рабинович Г.С., Раков К.М., 20162016Миронов А.Е., Фокс-Рабинович Г.С., Раков К.М.Mironov A.E., Fox-Rabinovich G.S., Rakov K.M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/109

Проанализирован комплекс работ школы трибологического материаловедения, созданной Н. А. Буше, по разработке и внедрению на железнодорожном транспорте и других отраслях промышленности биметаллических подшипников скольжения с антифрикционным слоем из алюминиево-оловянных сплавов. Показаны преимущества алюминиевых сплавов над бронзами на примере подшипников коленчатого вала тепловозов. Рассмотрены разнообразные способы повышения ресурса и надежности алюминиевых антифрикционных материалов. Показаны принципы применения разработанных данной школой теорий совместимости трущихся пар и самоорганизации трущихся поверхностей при разработке новых антифрикционных материалов.

The article analyses complex of works of the school of tribological materials science, founded by N. A. Bushe, on development and implementation of bimetallic sliding bearings with antifriction layer from aluminum-tin alloys in railway transport and other industries. Advantages of the aluminum alloys over bronze on the example of the crankshaft bearings of diesel locomotives are shown. Various ways to improve the service life and reliability of aluminum antifriction materials are considered. Article also shows the principles of application of the theories of compatibility of the friction pairs, developed by this school, as well as self-organization of the friction surfaces when developing new antifriction materials. The results of the application of the theory of self-organization to friction showed that the complexity of doping antifriction alloys enables forming favorable secondary structures. The use of up to nine alloying elements instead of three ones, has greatly improved the tribological properties of the aluminium alloys and reduces the tin content. As a result, new anti-friction monometallic aluminum alloys for slide bearings have been developed. Bench tests have shown that the bearings are made from these alloys can successfully replace bronze bearings. The use of aluminum alloys instead of bronze in slide bearings not only reduces wear of bearing and wear of steel shaft, but also reduces the probability of scoring and completely get rid of the shaft destroyed as a result of scoring.

биметаллические подшипники скольженияалюминиево-оловянные антифрикционные сплавыбронзынадежностьизносостойкостьсовместимостьсамоорганизацияbimetallic sliding bearingsaluminum-tin alloysantifriction alloysbronzereliabilitywear resistancecompatibilityself-organizationReferencesТрибологические и структурные исследования новых антифрикционных материалов на основе алюминия / И. И. Курбаткин [и др.] // Трение и износ. 2014. № 2. С. 52 - 57.Kurbatkin I. I., Belov N. A., Ozerskiy O. N., Murav’eva T. I., Stolyarova O. O., Alabin A. N. Tribologicheskie i strukturnye issledovaniya novykh antifriktsionnykh materialov na osnove alyuminiya [Tribological and structural studies of new anti-friction aluminum based materials]. Trenie I iznos [Friction and wear], 2014, no. 2, pp. 52 – 57.Носкова Н. И., Коршунов Л. Г., Корзников А. В. Микроструктура и трибологические свойства сплавов Al-Sn, Al-Sn-Pb, Sn-Sb-Cu после пластической деформации // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. № 12. С. 34 - 40.Noskova N. I., Korshunov L. G., Korznikov A. V. Mikrostruktura i tribologicheskie svoystva splavov Al-Sn, Al-Sn-Pb, Sn-Sb-Cu posle plasticheskoy deformatsii [Microstructure and tribological properties of Al-Zn, Al-Sn-Pb, Sn-Sb-Cu alloys after plastic deformation]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metallography and heat treatment of metals], 2008, no. 12, pp. 34 – 40.Chen, Shu. Effect of tin on the crystallization of mo notectic alloy Al-Pb / Shu Chen, Jinzhou Zhao // Jinshu хuebao. Acta met sin. 2014. Vol. 50. No. 5. pp. 561 - 566.Chen Shu, Jinzhou Zhao. Effect of tin on the crystallization of mo notectic alloy Al-Pb. Jinshu хuebao. Acta met sin. 2014, Vol. 50, no. 5, pp. 561 – 566.Ling-yong, Cao. Effect of zinc supplementation in the Al-Mg-Si Cu alloys on their microstructure and mechanical properties. / Cao Ling-yong, Cai Yuan-hua, Cui Hua, Zhahg Ji-Shan // Beijing Keji daхue хuebao. J. Univ. Sei. And Technal - Beijing. 2013. Vol. 35. No. 8, pp. 1040 - 1045.Cao Ling-yong, Cai Yuan-hua, Cui Hua, Zhahg Ji-Shan. Effect of zinc supplementation in the Al- Mg-Si Cu alloys on their microstructure and mechanical properties. Beijing Keji daхue хuebao, J. Univ. Sei. And Technal — Beijing. 2013, Vol. 35, no. 8, pp. 1040 – 1045.Chen Хiao. Tezhong zhuzao ji youse hejin / Хiao Chen, Huang Sheng, Wu Rongzhao//Spec. Cast. And Nonferrous alloys, 2012 - 32 - № 4 - p. 306 - 310.Chen Хiao. Tezhong zhuzao ji youse hejin, Хiao Chen, Huang Sheng, Wu Rongzhao, Spec. casting and nonferrous alloys, 2012, Vol. 32, no. 4, pp. 306 – 310.Salam, F. Abd El. Effect of Sn content on the structural and mechanical properties of Al-Si alloy./F. Abd El-Salam, A. M. Abd El-Khalek, R. H. Nada, L. A. Wahab, N. Y. Zahran// Mater. Sci. and Еngineering. A - 2010 -. Vol. 527 - p. 1223 - 1229.Salam, F. Abd El. Effect of Sn content on the structural and mechanical properties of Al-Si alloy, F. Abd El-Salam, A. M. Abd El-Khalek, R. H. Nada, L. A. Wahab, N. Y. Zahran, Mater. Sci. and Еngineering. A, 2010, Vol 527, pp. 1223 – 1229.Буше Н. А. Подшипниковые сплавы для подвижного состава. М.: Транспорт, 1967. 224 с.Bushe N. A. Podshipnikovye splavy dlya podvizhnogo sostava [Bearing alloys for rolling stock]. Moscow, Transport Publ., 1967, 224 p.Подшипники из алюминиевых сплавов / Н. А. Буше [и др.]. М.: Транспорт, 1974. 256 с.Bushe N. A., Gulyaev A. S., Dvoskina V. A., Rakov K. M. Podshipniki iz alyuminievykh splavov [Bearings made of aluminum alloys]. Moscow,Transport Publ., 1974, 256 p.Буше Н. А., Злобин Б. С., Миронов А. Е. Новая технология производства биметалла для подшипников скольжения с использованием энергии взрыва // Синергетика. Новые технологии получения и свойства металлических материалов: тезисы докладов 2-го Всесоюзного симпозиума по металлическим материалам. АН СССР, 1991. С. 34 - 35.Bushe N. A., Zlobin B. S., Mironov A. E. Novaya tekhnologiya proizvodstva bimetalla dlya podshipnikov skol’zheniya s ispol’zovaniem energii vzryva [New technology for the production of bimetal for sliding bearings using the energy of the explosion], Sinergetika. Novye tekhnologii polucheniya i svoystva metallicheskikh materialov. Tezisy dokladov 2‑go Vsesoyuznogo simpoziuma po metallicheskim materialam [Synergetics. New technologies and properties of metallic materials. Abstracts of the 2nd All-Union Symposium on metallic materials]. Kyiv, the Academy of Sciences of USSR Publ., 1991, pp. 34 – 35.Шумицкий А. В., Фролов В. К., Буше Н. А. Формирование приработочных слоев для биметаллических подшипников со сплавом АО20-1// Вестник ВНИИЖТ. 2001. № 1. С. 69 - 76.Shumitskiy A. V., Frolov V. K., Bushe N. A. Formirovanie prirabotochnykh sloev dlya bimetallicheskikh podshipnikov so splavom AO20-1 [Formation of the running-in layers for bimetal bearings with the alloy AO20-1]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 2001, no. 1, pp. 69 – 76.Буше Н. А. Трение, износ и усталость в машинах. Транспортная техника. М.: Транспорт, 1987. 186 с.Bushe N. A. Trenie, iznos i ustalost’ v mashinakh [Friction, wear and fatigue in machinery]. Transportnaya tekhnika [Transport machinery], Moscow, Transport Publ., 1987, 186 p.Буше Н. А., Мудренко Г. А., Маркова Т. Ф. Композиционные материалы с мягкой структурной составляющей // Трение и износ. 1982. № 3. С. 396 - 400.Bushe N. A., Mudrenko G. A., Markova T. F. Kompozitsionnye materialy s myagkoy strukturnoy sostavlyayushchey [Composite materials with mild structural component]. Trenie I iznos [Friction and wear], 1982, no. 3, pp. 396 – 400.Буше Н. А., Миронов А. Е., Маркова Т. Ф. Новый антифрикционный сплав АО10С2 // Тяжелое машиностроение. 2006. № 10. С. 27 - 29.Bushe N. A., Mironov A. E., Markova T. F. Novyy antifriktsionnyy splav AO10S2 [New anti- friction alloy AO10S2]. Tyazheloe mashinostroenie [Heavy engineering], 2006, no. 10, pp. 27 – 29.Буше Н. А., Миронов А. Е., Маркова Т. Ф. Новый алюминиевый сплав, заменяющий традиционные материалы // Железные дороги мира. 2003. № 11. С. 44 - 47.Bushe N. A., Mironov A. E., Markova T. F. Novyy alyuminievyy splav, zamenyayushchiy traditsionnye materialy [A new aluminum alloy that replaces traditional materials]. Zheleznye dorogi mira [World railways], 2003, no. 11, pp. 44 – 47.Исследование микроструктуры и механических свойств экспериментальных антифрикционных сплавов (для монометаллических подшипников скольжения) / Е. Г. Котова [и др.] // Цветные металлы. 2013. № 5. С. 66 - 72.Kotova E. G., Kurbatkin I. I., Mironov A. E., Gershman I. S. Issledovanie mikrostruktury i mekhanicheskikh svoystv eksperimental’nykh antifriktsionnykh splavov (dlya monometallicheskikh podshipnikov skol’zheniya) [Study on microstructure and mechanical properties of experimental anti-friction alloys (for monometallic sliding bearings)]. Tsvetnye metally [Non-ferrous metals], 2013, no. 5, pp. 66 – 72.Сравнение задиростойкости новых антифрикционных алюминиевых сплавов и традиционных антифрикционных бронз / А. Е. Миронов [и др.] // Трение и износ. 2015. Т. 36. № 3. С. 334 - 339.Mironov A. E., Gershman I. S., Ovechkin A. V., Gershman E. I. Sravnenie zadirostoykosti novykh antifriktsionnykh alyuminievykh splavov i traditsionnykh antifriktsionnykh bronz [Comparison of score resistance of new anti-friction aluminum alloys and traditional anti-friction bronzes]. Trenie I iznos [Friction and wear], 2015, Vol. 36, no. 3, pp. 334 – 339.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.