1235880 - Антифрикционная полимерная композиция

Антифрикционная полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3829345/23-05 (22) 25.12.84

;(46) 07.06.86. Бюл. 21 (72) В.Д. Белогорский, В.Г. Гордон, . Е.А. Корнюхин и Л.Л. Сусова (53) 678 ° 675(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 197157, кл. С 08 Ь 77/00, 1964.

Авторское свидетельство СССР

В 1058273, кл. С 08 L 77/10, 1982. (54) (57) АНТИФРИКЦИОННАЯ ПОЛИМЕРНАЯ

КОМПОЗИЦИЯ, включающая полиамид, по.Я0„„235880 А1 (у) 4 С 08 J 5/16, С 08 ? 77/00, С 08 К 3/00 (С 08 К 3/00, 3:04, литетрафторэтилен, графит и двусернистый молибден, отличающаяся тем, что, с целью повышения предельно допустимых нагрузок, износостойкости и снижения коэффициента трения, композиция дополнительно содержит окись иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Графит 10-24

Двусернистый молибден 8-10

Политетрафторэтилен 1 "3

Окись иттрия 1-3

Полиамщ

Остальное

I 12358

Изобретение относится к антифрикционным полимерным композиционным материалам и может быть использовано для изготовления элементов трения различных машин и механизмов, причем изделия из этих материалов применяют в машиностроении, химической промышленности, насосостроении и других областях, преимущественно в компрессорной технике. 1О

Цель изобретения вЂ” повышение предельно допустимых нагрузок износостойкости и снижение коэффициента трения полимерной композиции.

Пример 1, В смесительную машину с Е-образными лопастями реверсивного типа дозируют порошки:

1,0 кг (10 мас.%) графита марки МГ с размером частиц 500-90 мкмвЂ”

50 мас.% и 90-3 мкм вЂ” 50 мас.%, !О

0,8 кг (8 мас.%) дисульфида молибдена с размером частиц 7 мкм и менее, О, 1 кг {1 мас.%) ПТФЭ (фторопласт-4) предварительно дважды пропущенного через дисковую мельницу, 8,0 кг д (80 мас.%) фенилона С-2 (ароматический полиамид) и 0,1 кг {1 мас.%)

Окиси иттрия а

Указанные компоненты перемешивают в течение 30 мин. Из приготовленной пресс-массы на гидравлическом прессе прессуют заготовки диаметром 80 мм и высотой 130 мм в обогреваемых . пресс-формах. Нагревают пресс-массу под давлением 350 кгс/см до 340 С и выдерживают при этой температуре

35 и давлении 3 ч.

По технологии, описанной в примере 1, изготавливают смеси различных составов (примеры 2-6). Составы смесей, изготовленных по примерам 1-6, 40 представлены в табл. 1.

Скорости изнашивания, коэффициенты трения и предельно допустимые нагрузки предлагаемых и известных материалов определяют на машине трения МИ-1М по схеме вал-вкладыш при скорости скольжения 0.,5 м/с по контрпаре из стали 4х13 с чистотой обработки поверхности 0,16 и твердостью

HRC 48 в двух средах: в сухом азоте при удельной нагрузке 10 и 20 МПа; на воздухе с нормальной влажностью при удельной нагрузке 10 и 20 МПа„

Сравнительные физико-механические

55 и антифрикционные свойства предлагаемого и известных материалов представлены в табл.2.

80 антифрикционных композиционных материалах каждая фаза несет вполне определенную функциональную нагрузку.

Так, введение, например, графита в ароматический полиамид снижает коэффициент трения и способствует созданию на. контртеле стойкой смазочной пленки.

При содержании его менее 10 мас.% ухудшается смазывающая способность композиции при трении в газах с нормальной влажностью, а при содержании более 24 мас.% снижаются физико-механические характеристики.

Введение дисульфида молибдена обеспечивает работоспособность материала при работе в осушенных газах и в вакууме и не ухудшает ее при работе в газах с нормальной влажностью. Содержание двусернистого молибдена от 8 до 10 мас.% в композиции наиболее полно обеспечивает ее работоспособность при трении в среде осушенных газов и в вакууме. Высокая адгезия двусернистого молибдена и графита. способствует образованию в процессе трения смазочной пленки, которая и обеспечивает удовлетворительную работоспособность материала без смазки в среде осушенных газов и в вакууме. Наличие в композиции двусернистого молибдена менее 8 мас,% недостаточно для образования смазочнои плеваки, а при содержании его более 10 мас.% коэффициент трения в газах с нормальной влажностью повышается., Введение добавки окиси иттрия вследствие ее относительно высокой твердости (5,5 по минералогической шкале) .обеспечивает высокую износостойкость антифрикционной полимерной композиции. Гетерогенная структура композиции, представляющая собой пластичную матрицу с равномерно распределенными в ней включениями твердой фазы окиси иттрия, выступающими над трущейся поверхностью и несущими нагрузку, обеспечивает ей высокую работоспособностьа

Кроме того, введение окиси иттрия в композицию резко увеличивает ее прочностные свойства. При введении в композицию окиси иттрия менее

1 мас.% увеличивается площадь соприкосновения контртела с более пластичной матрицей, что приводит к ее повышенному износу, а содержание

Таблица

Состав композиции, мас.Х, по примеру

2 3 4 ) Ингредиенты композиции

1 Ь 6

Графит ИГ

Дисульфид молибдена

Фторопласт-4

0 5

Фенилон С-2

0,5

Окись иттрия

3 12 окиси иттрия более 3 мас.X вызывает нежелательный износ контртела вследствие ее абразивного действия.

ПТФЭ, обладающий в чистом виде низким коэффициентом трения, необхо". дим для улучшения смазочной способности композиции. Наличие ПТФЭ, являющегося смесью твердых кристаллитов с аморфными участками, находящимися в высокоэластичном состоянии, способствует созданию благоприятных

8 9

1 2

80 70

1 2

35880 Д условий для распределения твердой составляющей окиси иттрия, несущей нагрузку. При содержании в композиции ПТФЭ менее 1 мас.X ухудшается смазочная способность, а при введении более 3 мас.X,âñëåäñòâèå его очень низкой теплопроводности в мес. тах контакта при трении возникает локальный перегрев, приводящий к

10 резкому возрастанию коэффициента трения H cKopoctH изнашивания.

123 ">880

1 -1 I

С 4 1

1 I

Х I

II I

И I

Ф х ж и о р

Ц о о х ж

>Я х о

Сс>

C) л

С>

СО

С>

С) с> л

>/> и о х

С \

t»

1 о

Ф а

f» о

С>! а

I Ч х I

v !

I Э 1

I Х 1

m I ж

1 х \ о

«:4

1 о

>О

cd а

Э л>»

I о

>О

ccl а

Ф ж

С)

С4

С) л ь

С>

О л ь

С»)

C) л

С> 0 1

1 ! а ь

С 4

>Г>

° »

СЧ

1 о

Ж О л

СЧ ь л ь

l о

cd а

Э ж

>О

>Г>

С.">

С>

С о и о х

Э I

& I

cd I

Е, I:1 ь с л

С) О1

С»1 ь л

С) С)

О)

С 4

>О

С)

C) Ю О

C) л

C) CO

С4 ь с»4

C) л ь

C) л

C) >/)

С 4 ь л

С>

С> >

С 4 ь л

С>

С> >

С 4

Ф л

С>

С) л

C) л

С»4! вЂ” !

С) Ю

>О

С 4

СО

C) л

С) 0

С) л

С>

С4

С> л

С>

С 4

С4

С> л С:>

С> л с»4

О л

С>

С) с»4

С> л

С) СО

С> л

Ю л

СЧ

C) л ь

>С)

С 4

С)

Ю ь с>0

С 4

> л

С> х а

-И

-- C)

Т р

С 4

С:>

С >

СЧ

t Э (1 51

О >с)

1 и," Ч ж х х

I о х

cd Х Ф ъ и Ц х X

1 . Х Х Х

X f» Э о E. (>> х tf

Ь f о х! >) а э х хе ра о « И х

1 t» Ц g Е о эх mo

Л N 1 A cd ах o m

X о

)С

X и с

I»

Э х х ж х а х и -. х х

>с> у, и о э> а о о

O Э

U о х

С>) х

>Б х о

С") л и о х х

Ц о х о

Ц х ж ъ а

t( о х х 5 =

>х с>>

I- О cd х х «:!

5g ОИ х о «1 и! л

m Я о л и

m o х х К х Ф х >"

cd I>) cd Х х >с>

Х,а а о

v о а и о

О )С

1235880 с..! I

° -1

1 I ) 1

0! 1

F»

E о .cd а

Ы !

)Я и

tf о

0! I ф

Ж I

О л

О О

v о ж л

0Ч с»1 л

Cl л

О л

СМ о л

0»!

00 л

О л

О1

X и и г) !

> и I

1 f 1

1 fJ

1 $ I

I c0 I

I c0

1 Ж 1

I о л !

1 1 1

1 о х ж 5

Ц о

X ж

1 о

Ц о

0! ж

Cl О

Ф и

P и

)Я о х

>Ъ

tf о

Щ с0

Антифрикционная полимерная композиция

Патент 1235880