Антифрикционная углеродсодержащая пресскомпозиция

Антифрикционная углеродсодержащая пресскомпозиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

O ll H C A H H E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11ц 548588

Сон1з Советских

Социалистических

Респуолкк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.09.75 (21) 2174388, 26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28.03.77

Кл. - С 04В 35, 52

С 08К 3/00

F 16С 33/16 (51) М

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.666.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Н. Багров, В. А. Васюков, С. И. Лебедев, А. С. Тарабанов и В. Д. Харламов (71) Заявитель (54) А НТ И Ф P И КЦИ О Н НАЯ УГЛ ЕРОД СОД Е РЖА ЩАЯ

ПРЕССКОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к антифрикционным углеродсодержащим пресскомпозициям, применяемым в машиностроении для изготовления колец торцовых уплотнений, втулок подшипников скольжения и трущихся деталей упорных подшипников.

Кроме этого, пресскомпозиция может найти применение, как огнеупорная замазка для защиты металла от воздействия газового потока при сгорании природного газа, керосина и др.

Известна антифрикционная углеродсодержащая композиция, включающая, вес. %: карбид кремния 15 — 48; кремний 5 — 10 и графит— остальное (дополнительно композиция включает металлы и силициды тугоплаBкиx металлов) (1).

Недостатком этой композиции является повышенная хрупкость и в ряде случаев — недостаточная газонепроницаемость. Кроме этого, детали из известного материала требуют трудоемкой обработки всех поверхностей с помощью алмазного инструмента.

Известна антифрикционная углеродсодержащая пресскомпозиция, включающая, вес. %: углеродный наполнитель (искусственный графит или нефтяной кокс, фракции менее

0,09 мм — 90%) 72 — 77, эпоксидная смола

2 — 17, полиалюмофенилсплоксановая смола

1 — 3, сухая смазка (дисульфпд молибдена или нитрид бора) 3 — 10 (2).

Известная пресскомпозпция обладает недостаточной износостойкостью и теплостойко стью, а также твердостью, что ограничивает ее применение. Для нормальной же работы деталей узлов трения твердость материала, из которого изготовлены детали, имеет важное значение, так как твердость способствует повышению работоспособности и износостойкости.

10 Прототипом предлагаемой пресскомпозиции является анти фрпкционная углеродсодержащая пресскомпозиция, включающая, вес. углеродный наполнитель (углеродное волокно)

40 — 55, полиоксифенилметанфенокспсилоксан

15 24 — 28, природный (натуральный) графит

15 — 25 и фенолфурфурпловая смола 6 — 7 (3).

Однако в известной пресскомпозицпи углеродное волокно расположено слоями и поэто20 му детали из этой пресскомпозиции в зависимости от расположения углеродных волокон имеют неоднородные физико-механические характеристики, например износостойкость и прочность. Кроме того, углеродный волокни25 стый наполнптель не обеспечивает высокой износостойкостп пресскомпозицип (износ пресскомпозиции составляет 2 — 4 мкм/час в направлении, перпендикулярном расположению слоев волокон, а в параллельном пресскомпозиция

30 неработоспособна).

548588

Таблица

Характеристики пресскомпозиции

Газопроии1(озф фи- цаемость циент при давлетрения нии воздуха 100 кгс/см

Твердость по

Вринеллю, кг/льР

Компоненты, вес. о;

Теплостойкость, OC

Прочность на сжатие, кгс/смл

Состав пресскомпозиции

Износ, мкм/час

Удельный вес, г/см

Предлагаемая пресскомпозиция

Пример 1

Силицированиый графит

Полиоксифеиилметзифеноксисилоксан

Натуральный графит

Пример 2

Силицироваияый графит

0,31 — 0,38 350

0,08

Нет

2,04 — 2,10

10

1350 л

1350

Нет

350

0,07

0,18 — 0,20

1,95 — 1,08

25

Полиоксифеиилметанфеноксисилоксан

Натуральный графит

Пример 3

Силицированиый графит

Полиоксифеиилметзнфеиоксисилоксан

Натуральный графит

Прототип

0,30 — 0,40 350

Нет

0,08

1,82 — 1,86

15

2300"

1050

Гззопроиицаем

0,10

2":"

1,42 — 1,52

* В числителе представлены данные в перпендикулярно.я, а в знаменателе — в параллельном направлении прессования.

Износ в перпендикуляриэм направлении расположения слоев углеродных волокон.

Целью изобретения является повышение нзносостойкостп и пзотропностн физико-механических характеристик композиции.

Цель достигается тем, что антифрикцпонпая углеродсодержащая композиция в качестве углеродсодержащего наполнителя содержит порошок силицированного графита фракции

1 — 1000 мкм при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Силицированный графит 50 — 70

Полнокспфенилметанфеноксисилоксан 20 — 35

Природный (натуральный) графит 5 — 15

Силицированный графит содержит, вес. %: карбид кремния 30 — 70, кремний 5 — 30, искусственный графит — остальное.

Силицированный графит, применяемый в ка честве наполнителя в настоящей пресскомпозиции, получают проппткой графитовой основы расплавленным кремнием при 1900 †21 С с выдержкой в течение 15 — 30 мин и последующим охлаждением.

Пресскомпозиция содержит порошок силицнрованного графита фракции 1 — 1000 мкм. Более мелкая фракция порошка силицированного графита требует нзачительного увеличения связующего, что понизит износостойкость материала. Наличие в порошке сплнцированного графита зерен крупностью более 1000 мкм приводит к тому, что такие зерна выполняют роль резца и приводят в местах контакта трущихся частей и эрозии предлагаемого материала.

Указанные соотношения компонентов в прссскомпозицни выбраны опытным путем и являются оптимальными для обеспечения высокой изпосостойкостн и изотропности настоящей пресскомпозиции.

Пресскомпозицию изготавливают следующим образом. Отбракованные заготовки нз сплицированного графита измельчают до величины зерна 1 — 1000 мкм. Полученный порошок смешивают с натуральным графитом и с ацетоновым раствором полпокспфенилметанфеноксисилоксана в смсснльной машине прп комнатной температуре (в течение, например, 1 час) и затем полученную смесь сушат при

70 — 80 С в течение 1 — 3 час до содержания летучих 3 — 5%.

Из приготовленного пресспорошка прессуют заготовки при нагреве до 170 — 200 С и удельном давлении 200 †3 кгс/см для полнконденсацип полимера.

Пример 1. Берут порошок силпцпрованного грaôèòà фракции 2 — 50 мкм в количество

25 70 вес. %, порошок натурального графита (фракции до 1000 ьмкм) B количестве 10*вес. % и 20 вес. % полиоксифенилметанфеноксисилоксана, растворенного в ацетоне (1: 1). Смешение компонентов осуществляют в смесиль30 ной машине при комнатной температуре в течение 1 час, затем сушат при 70 С до удаления летучих до 3 — 5%.

548588

2О

Составитель T. Ильинская

Техред Л. Гладкова

Редактор Е. Шепелева

Корректор Л. Брахннна

Заказ 537/18 Изд. М 225 Тираж 769 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4j5 типография, пр. Сапунова, 2

Из приготовленного пресспорошка прессуют заготовки размером по диаметру 200 мм и по высоте 30 мм. Прессование ведут при подогреве до 180 — 200 С, удельном давлении прессования 200 кгс/см и выдержке из расчета

10 ми на сечение 1 см .

Пример 2. Берут порошок силицированного графита фракции 180 — 200 мкм в количестве 60% вес, порошок натурального графита (фракции до 1000 мкм) в количестве 15 и

25 вес. % полиоксифенилметанфеноксисилоксана, растворенного в ацетоне (1: 1). Последующие операции осуществляют по примеру 1.

Пример 3. Берут порошок сплицированного графита фракции 250 — 800 мкм в количестве 50% вес, порошок натурального графита (фракции до 1000 мкм) в количестве 15 и

35 вес. % полиоксифенилметанфеноксисилоксана, растворенного в ацетоне (1: 1). Последующие операции осуществляют по примеру 1.

В таблице представлены сравнительные опытные данные по физико-механическим и эксплуатационным характеристикам предлагаемой пресскомпозиции (для составов, полученных по примеру 1 — 3) и известной пресскомпозиции (прототипа) .

Испытания по определению интенсивности износа проводили при следующих режимах: удельная нагрузка 5 кгс/см, скорость скольжения 1,75 м/сек, материал коптртела — закаленная сталь 45, среда — воздух.

Из приведенной таблицы видно, что предлагаемая антифрикционная углеродсодержащая пресскомпозиция имеет более высокую износостойкость (износ по примерам 1 — 3 в 4 — 5 раз ниже, чем по прототипу), чем известная пресскомпозиция, и изотропные характеристики, например по прочности на сжатие.

Формула изобретения

1. Антифрпкционная углеродсодержащая пресс-композиция, включающая углеродсодержащий наполнитель, полиоксифенилметанфеноксисилоксан и природный графит, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения износостойкости и изотропности физико-механических характеристик пресскомпозицпи, в качестве углеродсодержащего наполнителя она содержит порошок сплицпрованного графита фракции

1 — 1000 мкм при следующем соотношении ком15 понентов, вес. /,:

Силицированный графит 50 — 70

Полиоксифенилметанфеноксисилоксан 20 — 35

Природный (натуральный) графит 5 — 15

2. Антифрикционная углеродсодержащая пресскомпозпция по п. 1, отличающаяся тем, что сплицированный графит содержит, вес. %.

25 Карбид кремния 30 — 70

Кремний 5 — 30

Искусственный графит Остальное

Источники информации, принятые во внима

30 нпе прп экспертизе изобретения:

1. Лвт. св. № 464195, С 04В 35/54, 1973 (аналог) .

2. Лвт. св, № 261620, С 01М 7/00, 1968 (аналог).

35 3. Лвт. св. № 423820, С 08g 47/10, 1972 (прототип).