В настоящее время во ФТИМС НАН Украины разработан ряд композиционных антифрикционных материалов (ЛКМ) с матрицей из медных сплавов и дискретными армирующими элементами из железоуглеродистого сплава для узлов трения, эксплуатируемых в экстремальных условиях повышенных нагрузок, температур, скоростей скольжения в условиях сухого трения, воздействия абразивных частиц. В качестве матриц применяются различные медные сплавы: бронзы (БрК3Мц1,  БрО5Ц5С5, БрА9Ж4 и др.) и латуни. В качестве армирующих элементов используют  дискретные чугунные или стальные гранулы, измельченную стальную проволоку или стружку.

Для  эксплуатации триботехнических деталей из композиционных материалов важное значение имеет период прирабатываемости, т.к. именно в этот период вступают во взаимодействие шероховатости вала с неровностями поверхности подшипника скольжения. С целью улучшения прирабатываемости, снижения коэффициента трения и уменьшения износа в качестве матричного материала была выбрана бронза БрС30. Свинец не образует с медью твердых растворов, а сплав представляет собой механическую смесь двух металлов, которые имеют разную температуру плавления. Микроструктура свинцовистой бронзы представляет собой твердую основу меди с вкрапленными  у нее мелкими частицами свинца. Микроструктура этих бронз отлична от большинства  антифрикционных бронз, где в мягкую  основу вкраплены твердые частицы. Свинец в свинцовистой бронзе и композите выполняет роль твердого смазочного материала и защищает шейку вала от прямого контакта  с выступающими неровностями поверхности антифрикционной втулки.  В начальный период трибоконтакта период приработки, что особенно важно. В результате дифференцированного изнашивания мягкой пластической матрицы и твердой дискретной армирующей фазы происходит приработка к надлежащей форме рабочей поверхности втулки относительно вала, выравнивание распределения нагрузок. После вступления в контакт неровностей антифрикционной втулки и вала повышается температура всей системы и на поверхность трения выдавливается порция пластического и мягкого свинца, который вместе с медным сплавом  образовывает стабильную разделительную поверхность между валом и антифрикционной втулкой. В качестве армирующих элементов применяются частицы  железоуглеродистых сплавов – сталей и чугунов разнообразной морфологии.  Это могут быть частицы округлой или неправильной формы:  литая или колотая стальная или чугунная дробь. Размер армирующих элементов 0,8-4 мм. Структура композиционного материала с матрицей из бронзы БрС30 приведена на рис. 1 Заметны темные включения свинца в матричном материале.

Рис. 1 – Микроструктура композиционного материала системы бронза БрС30 – сталь.

Были проведены триботехнические испытания нового композиционного материала  в сравнении с мономатериалом (БрС30) и композиционным материалом с матрицей из меди М1 (рис.2)

V=5 м/с      V=5 м/с        V=5 м/с

P=5кг        P=7,5кг        P=10кг

Рис. 2 – Результаты триботехнических испытаний композитов в сравнении с мономатериалом бронзой БрС30.

В результате триботехнических  испытаний в режиме сухого трения установлено, что композиционные материалы значительно превосходят по износостойкости бронзу БрС30. Композит с матрицей из свинцовистой бронзы имеет износостойкость выше на 30-40% , чем композит с матрицей из меди М1. Это подтверждает перспективность внедрения разработанного экономно легированного литого композиционного материала для подшипников скольжения, работающих в тяжелых условиях эксплуатации.