Полимерная композиция антифрикционного назначения
Патент 887589
Авторы
Полимерная композиция антифрикционного назначения
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиик
Социалистические
Респубпии
Опубликовано 07.1 281. Бюллетень J4 45 (5 3 ) M. Кл.
С 08 J ../16
С 08 1 61/10
3Ьеударствтииый квинтет
СССР по делам изебретеиий и открытий (53) УДК 678.632 (088.8) Дата опубликования описания 071281
П.В.Сысоев, А.И.Коршунов, А.Л.Зайцев и В.В.Скворцов (72) Авторы изобретения
Институт механики металлополимерных decveM
АН Белорусской ССР (7I) Заявитель
Ъ (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО
НАЗНАЧЕНИЯ .
Изобретение относится к области получения антифрикционных самосмазывающихся материалов на основе термореактивных связующих, которые могут быть использованы дЛя изготовления элементов узлов трения, имеющих высокую износостойкость при работе в паре с контртелами, изготовленными из металлокерамических вольфрамокобальтовых твердых сплавов.
Известна композиция антифрикционного назначения на основе фенолформальдегидной смолы (20-25%), содержащая политетрафторзтилен (42-63%), графит (12-25%) и дисульфид молибдена (5-8%) (1 1.
Недостатком ее является низкая износостойкость при торцовом трении верчения в паре с вольфрамокобальтовым твердым сплавом.
Известна также антифрикционная композиция (2), содержащая в качестве связующего фенолформальдегидную, эпоксидную или фурфурольную смолу
2 или их смеси (10-30%), графит или графит и волокнистый компонент (1-18%) и термоантрацит (42-88%), Существенным недостатком известной композиции является низкая износостойкость при высоких скоростях вращения вала, а также высокая.абразивная способность термоантрацита, способствующая быстрому износу прецизионных узлов трения, изготовленных из вольфрамокобальтовых твердых сплавов, отсутствие противоэадирных свойств.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому резучьтату иэ числа известных является полимерная композиция антифрикционного назначения, содержащая следующие компоненты, вес.%: фенолформальдегидную смолу 32, нефтяной кокс 60, олеиновую кислоту 3 и графит 5 1 3).
Основным недостатком данного материала является низкая износостойкость в условиях торцового трения
8815 верчения в паре с вольфрамокобальтовым твердым сплавом и малая противозадирная стойкость.
При использовании таких материалов в качестве опорнъгх подшипников наблюдается быстрое изнашивание контртела с ухудшением параметров микрогеометрии его поверхности, Увеличение среднего арифметического отклонения профиля от средней линки (Q), высоты неровностей профиля (В ), поверхности трения вольфрамокобальтового сплава способствует интенсификации процесса абразивного изнашивания и быстрому выходу из строя опорного подшипника. скольжения.
Целью изобретения является улучшение противозадирных свойств и повышение износостойкости при работе в паре с вольфрамокобальтовым твердым сплавом.
Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция антифрикционного назначения, содержащая фенолформальдегидную смолу, нефтяной у кокс и графит, дополнительно содержит щавелевокислый кадмий и порошковую серу при следующем соотношении компонентов, вес.X:
40-60
1-6
Нефтяной кокс
Графит
Щавелевокислый кадмий
Порошковая сера
Фенолформальдегидная смола
2-8
1-4
Остальное кость.
В качестве наполнителя для повышения антифрикционных и прочностных свойств, а также увеличения температурной границы эксплуатации материаИспользование в качестве связующего фенолформальдегидной смолы обусловлено ее высокими физико-мехаЩ ническими и теплофизическими свойствами по сравнению с известными связующими, например эпоксидными или фурановыми смолами.
Графит вводится в материал в ка"
45 честве твердой смазки, а также увеличивает текучесть композиции при прессовании. При содержании графита ниже пределов оптимальной концентрации снижается текучесть композиции, а нри введении вьппе оптимальной кон56 цсцтрации ухудшаются физико-механические свойства материала, в частности несущая способность и износостойЕ . 4 ла в него вводится нефтяной кокс.
Увеличение или уменьшение указанного наполнителя относительно пределов оптимального содержания вызывает ухудшение антифрнкционных свойств и прочности композиции.
С целью повышения противозадирных и противоизносных свойств композиции в нее введены щавелевокислый кадмий и порошковая сера.
Щавелевокислый кадмий введен в композицию в качестве металлоплакирующего и противозадирного компонента. Так при достижении на фрикционном контакте температур 200-220 С он разлагается с выделением чистого неокисленного металла, который способен образовывать тонкую пластичную пленку на поверхности трения контртела.
Введение порошковой серы способствует улучшению противозадирных свойств композиции. Взаимодействуя с поверхностными слоями контртела сера способствует их обогащению сульфндами, а также смягчает процесс заедания. Применение данных компонентов выше указанных пределов ухудшает физико-механические свойства материала, переработанного в изделие.
Изготовление изделий из предлагаемого материала производится методом компрессорного прессования при 160180 0 и давлении 20,0-40,0 KIa.
Составы реального выполнения пред.лагаемой полгимерной композиции приведены в табл. 1.
Основные физико-механические и фрикционные свойства композиций представлены в табл. 2.
Результаты сравнительных испытаний антифрикцнонных и противозацирных свойств предлагаемой композиции при работе в паре с твердым сплавом ВК6 по отношению к известным аналогам представлены в табл. 3. Во всех случаях испытаний поверхность контртепа доводится до шерохбватос.и В„П,2-О,8 м.м.
Из приведенной таблицы видно, что мат риал изготовленный из предлагаемой композиции, обладает более высокой износостойкостью в сочетании с хорошими противозадирными свойствами. Комплекс .этих свойств позволяет использовать этот материал в узлах сухого трения в станкостроительной, автомобильной и других отраслях проРпзппденно ти 9
5 887589
Таблица
Таблица 2
Характеристики
Испытываемые композиции (II III
60 54 40
6 3
Нефтяной кокс
1400 1400 1300
0,13 0,12 0,14
2 5 8
4 2
0,6 0,33 0,41
33 33 48.Та блица 3
Интенсивность весового износа, мгм/ч, при п 15000 об/мин
P 5,0 кг
Компо зиция
Коэффициент трения, и 15000 об/мин
P. 5,0 кг ероховатость поверхости контртела после
0 ч испытаний (мкм) R К
Известная (2)
АФ-ЗТ (3)
0,12
0 5
0,11
0,4
Предлагаемая
0,19 0,8
0912
0,33
Формула изобретения
Графит
Порошковая сера
Фенолформальдегидная смола
Остальное
40-60
Нефтяной кокс
lllasелевокислый кадмий
2-8
ВНИИПИ Заказ 10683/5 Тираж 533 Подписное
Филиал ППП "Патент", i Ужгород,ул.Проектная,4
Графи.т
Щевелевокисяый кадмий
Порошковая сера
Фенолформальдег ная смола
Полимерная композиция антифрикционного назначения, включающая фенолформальдегидную смолу, нефтяной кокс, графит, отличающаяся тем, что, с целью улучшения противоэадирных свойств и повышения износостойкости при работе в паре с вольфрамокобальтовым твердым сплавом, компо" зиция дополнительно содержит щавелевокислый кадмий и порошковую серу при следующем соотношении компонентов, вес.7:
Предел прочности при сжатии, МПа
Коэффициент тре-
1 4 ни я
;Интенсивность весового износа, мгм/ч (n 15000 об/мин, P 5,0 кг) 44 Ис точники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
1413159, кл. С 08 J 5/16, 1968.
2. Авторское свидетельство СССР
@533609, кл. С 08 J 5/16, 1975.
3. Фельдман Д.И., Шплейнберг Л.А.
Аитифрикционный материал АФ-3Г. Плас.
114 тические массы. 1973, В 1, с. 32 (прототип) .