Полимерная композиция для изготовления антифрикционного материала

Полимерная композиция для изготовления антифрикционного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пятне-тех Ъли + я

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИ-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<„,740799

К АВТОРСКОМУ СВИД ТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 26.1175 (21) 2309406/23- 05 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 1506.80. Бюллетень Й9 22

Дата опубликования описания 20. 06. 80 (51)М. Кл.2

С 08 Ь 27/18

С 08 К 3/08

Государственный комитет

СССР no делам изобретений и открытий (53) УДК 678. 743.41. . 046. 32 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A. М. Стукач, П. A. Северин, В. N. Тихонов и В. С. Чуб (71) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

АНТИФРИКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к области зле ктрорадиотехнических материалов и может быть использовано для изготовления материала для подшипников скольжения электрорадиоприборных узлов тре ния, которые должны обеспечивать электроиэоляцию деталей контактной пары и работать в условиях сухого трения.

Известны полимерные ачтифрикционные материалы с использованием политетрафторэтилена (фторопласт-4) для различных. металлических наполнителей и каркасов (1).

Наиболее близким по технической 15 сущности к изобретению является полимерная композиция для изготовления антифрикционного материала, содержащая политетрафторэтилен и металлический9наполнитель — 5poнзу (2). 20

Материал, изготовленный из этой композиции, рекомендован для изготовления деталей самосмаэывающихся подшипников скольжения и представляет со. бой предварительно спеченный из грану.25 лированной бронзы каркас, в который принудительно введен фторопласт-4.

Известный материал при использовании в электрорадиоприборных узлах трения проявляет следующие недостатки. 30

Низкие и нестабильные антифрикционные свойства (коэффициент трения, износостойкость) . Динамический коэффициент трения скольжения равен О, 15О, 2. Это обусловлено не полным (до

90-953) заполне нием пор металлического. каркаса фторопластом-4 из-за его высокой вязкости. Наличие не заполненного объема пор при работе вызывает перераспределение полимера внутри каркаса, что препятствует равномерному выдавливанию фторопласта-4 на поверхность трения. Ориентация надмолекулярных образ<званий фторопласта-4, внедренного в каркас, перпендикулярна рабочей поверхности материала, что затрудняет выход полимера на поверхность трения.

Низкие и нестабильные диэлектрические свойства (поверхностное сопротивление, диэле ктриче с кая про ницае мост ь ).

Это объясняется нарушением в процессе эксплуатации равномерного автовоэобновления диэлектрического слоя полимера на контактной поверхности узла трения из-за имеющихся в каркасе пустот, в результате чего происходит периодическое обнажение металлической поверхности и образование электрического перехода. г

740799

Полите трафторэтиле н

Металлический наполнитель

70-80

20 — 30

Таблиц а 1

Компонент, Ъ

Состав ированн

ОФ-10 ово или свинец

15

80

Металлический каркас, н следовательно материал в целом, имеет ограниченную толщину (до 10 мм). Это определяется затрудненным введением фторопласта-4 в каркасы толщиной более 10 мм

Из-за возникающего градиента давлейия по глубине, что влечет за собой

5 неполное заполнение всего объема пор в каркасе.

Не о бход имо от ь с пе ци ал ь но го о бо рудования для введения фторопласта-4 в пористый каркас и больших давлений

1О (до 10 т/см ), при которых происходит частичная деформация каркаса, что влияет на диэлектрические и антифрикционные свойства материала, Целью изобретения является улучшение антифрикционных и диэлектрических свойств материала.

Технология изготовления антифрикционных мзталлополимерных материалов на основе фторопласта-4, предназна-.

Ченных для электрорадиоприборных узлов тре ния, следующая.

Гранулиров ан ную бронзу ОФ- 10 для антикоррозионной защиты обрабатывают в ванне химического никелирования

s течение 5-10 мин при интенсивном перемешивании.

В результате этого каждая частица

ОС-10 покрывается слоем химически осажденного никеля, толщиной до 3

5 мкм. Смешивают наполнитель с фторопластом-4 сухим способом при 120 С.

Проводят импульсный высокотемпературный нагрев смеси компонентов для гарантированного соединения частиц на- g() полнителя между собой до 350-400 С.

Прессуют при 170оC под давлением

200 кг/см в течение 5 мин с последующим спеканием при 370 С в течение

4 ч в(замкнутой форме при аутогенном давле йци фазового перехода фторопласта-4. Охлаждают плавно, с печью.

Импульсный высокотемпературный нагрев смеси компонентов осуществляют от источника тока (например, сварочйый генератор ПС-300) через лепестко- а() вые электроды, погруженные в смесь компонентов. При прохождении элентрического тока между электродами возникает короткое замыкание за счет соприкосновения частиц электропроводяПоставленная цель достигается тем, что композиция на основе политетрафторэтилена и металлического наполнителя в качестве последнего содержит гранулированную бронзу, покрытую оловом или свинцом при соотношении 1-2:1 при следующем соотношении компонентов, об. Ъ:

Пример. для получения материала изготавливают три смеси ингредиентов, Составы полученных материалов приведены в табл. 1. Оптимальное количество наполнителей 20-304 от общего объема композиции. щего Наполнителя, величина силы тока возрастает до 300 A.

В результате выделенное джоулево тепло повышает температуру в токопроводящей зоне до 350-400 С, что вью темпЕратуры плавления ряда металлов и их соединений (висмут, олово свинец). Время прохождения электротока через смесь компонентов регулируют электронным реле времени в пределах

0,01-1,1-с, в зависимости от свойств и количества наполнителя. Ввизу низкой теплопроводности полимера и импульсного режима нагрева термодеструкции не происходит.

При последующем прессовании спеканий ссмеси компонентов ранее созданные монолитныа цепочки частиц наполнителя могут вновь расплавляться (в зависимости от,температ1 рь| плавления наполнителя). Однако в.процессе охлаждения композиции гарантированное соединение частиц восстанавливается в виде мостиков мржду близлежащими гранулами бронзы, что приводит к образованию в блоке полимера монолитного каркаса гранулированной бронзы.

Таким образом, металлический каркас образуется в процессе создания композиции, а не создается отдельно и затем принудительно насьшается полимером, как это осуществляется в известных материалах, 740799

ТаблИца 2

Состав

Динамический коэффициент трения скольжения

0,1

0,12

0,1

Удельное электросопротивление, Ом/см

0,05

0,02

0,03

Предел прочности на сжатие, кг/см 450

Твердость по Бринелю, кг/см 7,5

400

450

7,0

6,5

Формула изобретения

Составитель B. Балгин

Редактор Н. Потапова Техред А.Щепанская Корректор И, Муска

Заказ 3149/30

Тираж 549 Подписное

ЦНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В результате одновременного образования каркаса наполнителей и полимеризации фторопласта-4 происходит

100%-ное заполнение полимеров всех пор металлического каркаса, а наличие избыточного содержания фторопласта-4 5 позволяет поддерживать стабильный

Как видно из табл. 2, физико-меха- 25 нические свойства в условиях динамических испытаний превышают свойства, известных материалов данного класса.

Более высокие и стабильные диэлектрические и антифрикционные свойства. Щ предлагаемого материала определяются составом наполнителей и структурой материала в целом, что позволяет получать .более качественные детали электрорадиоприборных узлов трения. Издв- у лия из предлагаемого материала легче обрабатываются известными методами и могут иметь значительные габаритные величины.

Полимерная композиция для изготовления антифрикционного материала, содержащая политетрафторэтилен и метал" лический наполнитель, о т л и ч а слой полимера на поверхности трения, что гарантирует высокие и стабильные антифрикцио нные и диэлектрические свойства.

Следующие физико-механические свойства полученных материалов приведены в табл. 2. ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения антифрикционных и диэлектрических свойств материала, она содержит в качестве металлического наполнителя гранулированную бронзу, покрытую оловом или свинцом, взятых в соотношении

1-2:1, при следующем соотношении компонентов, об.В:

Политетрафторэтилен 70-80 . Ме талл иче ск ий напол нитель 20-30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Семенов A. П.,Матвиевский P. Н.

Технологическое изготовление и свойства содержащих фторопласт антифрикционных материалов. M. 1963, с. 3 (AH СССР).

2. Патент Великобритании Р 800135, кл. 12 (1) А, опублик. 1958 — прототип.