К этой группе относятся пластмассы, углеграфиты, композиционные материалы на неметаллической основе, резины, древесина.
Пластмассы – материалы, изготовленные на основе полимеров, продуктов химической переработки нефти, природных газов, каменного угля, горючих сланцев. Состав их разный: простые пластмассы – это полимеры без добавок, сложные – это смеси полимеров со специальными добавками от 40 до 70% по массе (наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и др.). Пластмассы делятся на две принципиально отличные группы: термопласты и реактопласты.
Свойства термопластов обратимо изменяются при многократном нагреве и охлаждении).
В реактопластах при изменении температуры нарушаются пространственные связи их молекул, и свойства не сохраняются.
В качестве АФМ применяются пластмассы обеих групп благодаря следующим достоинствам:
- достаточная износостойкость;
- невысокий коэффициент трения в определенном диапазоне скоростей и нагрузок;
- хорошая прирабатываемость;
- коррозионная стойкость к наиболее распространенным агрессивным средам;
- способность некоторых пластмасс к самосмазыванию при низких температурах (до – 200ºС), когда масла и пластичные смазочные материалы не применяются;
- малая плотность (в пять – восемь раз меньше плотности стали, меди, свинца);
- бесшумность в работе;
- немагнитность.
Использование пластмасс экономит цветные металлы и сплавы и снижает эксплуатационные расходы. В зависимости от условий эксплуатации пластмассы могут работать при смазывании минеральными маслами, эмульсиями, водой, пластичными смазочными материалами, а некоторые из них – без смазывания.
Ограничивают применение пластмасс отрицательные их качества: низкая теплопроводность; значительное тепловое расширение; невысокая теплостойкость; старение (деструкция); ползучесть даже при нормальной температуре.
Термопласты как АФМ имеют преимущества перед реактопластами, т.к. последние при нагреве до 250ºС и выше разлагаются и обугливаются, повреждая узел трения.
Из термопластов для подшипников скольжения используют винипласт, полиамиды (капрон, нейлон), фторпласт-4 и др.
Винипласт и полиэтилен применяются в малонагруженных неответственных узлах, т.к. неработоспособны при ударных нагрузках и имеют очень низкие теплопроводность и теплостойкость.
Полиамиды в виде монолитных подшипников применяют тоже в малонагруженных узлах (ленточные транспортёры для пищевых продуктов, подвижные конвейеры и др.). Помещая полиамидную втулку внутри тонкостенной стальной, получают подшипник с достаточной прочностью и хорошей охлаждаемостью. Их устанавливают в шпинделях токарных, фрезерных, шлифовальных станков, в с.-х. машинах, в опорах гребных валов на малых судах, в подшипниках, смазываемых бензином, керосином и другими перекачиваемыми жидкостями.
Фторопласт–4 имеет очень высокие антифрикционные свойства, необычайно химически стоек в интервале температур от –200º до +260ºС (даже «царская водка» не растворяет) но ввиду высокой стоимости и трудоемкой технологии получения и переработки в монолитном виде применяется только в химической промышленности и для тяжелой землеройной техники горнодобывающей промышленности Сибири и Крайнего Севера. Чаще его используют для пропитки пористых подшипников и как компонент антифрикционных композиций, например Ф4Г2М7 (21% графита, 7% дисульфида молибдена, Ф–4 - остальное), Ф4К20 (20% кокса), Ф4Г20М5С10 (20% графита, 5% дисульфида молибдена, 10% рубленого стекловолокна) и др.
Из реактопластов используют разные текстолиты, волокнит, гетинакс, древеснослоистые пластики и др. Они хорошо гасят вибрации, стойки к ударным нагрузкам, коррозионностойки, недорогие, а главное - имеют высокую прочность на сжатие. Поэтому применяются при тяжелых условиях работы узлов трения: для прокатных станов, дробилок, подъемных кранов, железнодорожных подвижных составов. Для узлов сухого трения, работающих в условиях радиационного облучения при температуре от –200º до +300ºС, подобраны многокомпонентные системы из специально синтезированных и известных полимеров. Это АМАН, ЭСТЕРАН, ТЕСАН, ВИЛАН. Они при малой частоте вращения выдерживают нагрузку до 200 кгс/мм2, а при малой нагрузке могут работать с частотой вращения до 16000 об/мин.
Композиции на основе эпоксидных смол с добавками графита, алюминиевой пудры, стеклоткани, чугунной стружки, свинцового порошка, дисульфида молибдена или вольфрама применяют для подшипников мощных компрессоров, циркуляционных насосов, работающих без смазки. Долговечность этих подшипников в пять-восемь раз выше, чем бронзовых (выдерживают до миллиона рабочих циклов).