Самосмазывающаяся композиция и способ ее получения

Самосмазывающаяся композиция и способ ее получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п954416 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено.11. 03. 80 (21) 2894168/23-04 (51) М. Кл. с присоединением заявки М—

С 10 М 7/02

С 10 М 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет ($3) УДК 621 892 (088. 8) Опубликовано 300882, Бюллетень М9 32

Дата опубликования описания 30. 08. 82

Т.A Журавлева, В.Д.Телегин, И.А.Кондра

A.È.Златкис, В.П.Захаренко и И.И.Новик (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

РМз 4Й9%:ЖА (54)

EE ПОЛУЧЕНИЯ

25!. Изобретение о вносится к химичес-! кому и нефтяному машиностроению, в частности к получению самосмазывающихся композиций, работоспособных в осушенных газовых средах и в вакууме при повышенных температурах.

Известна самосмазывающая композиция, включающая 5-15 двусернистого молибдена, 30-35 обожженного кокса каменноугольного пека и 50-65 вес.Ъ графитированного нефтяного кокса. Для приготовления указанной композиции графитированный нефтяной кокс смешивают с высокотемпературным камен1 ноугольным пеком при 140-260 С в тео чение 20-25 мин. Кассу охлаждают на воздухе, смешивают с двусернистым молибденом в течение 25-35 мин и прессуют при давлении 1800-2500 кгс/см

2 с последующим обжигом в инертной атмосфере (гелий, аргон) при 9501050 С в течение 10 ч (1) .

Недостатком данной композиции является невысокая механическая прочность, а также недостаточная из- носостойкость при повышенных температурах.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции является самосмаэывающаяся композиция (2) следующего состава, вес.Ъ:

Двусернистый молибден 10-25

Кокс каменноугольного пека 5-10

Графитированный нефтяной кокс Остальное

Недостатком данной композиции является сравнительно невысокая механическая прочность и довольно высокая проницаемость по отношению к жидкостям и газам, что делает невозможным ее использование в ряде узлов трения машин и агрегатов.

Известен способ получения самосмаэывающейся композиции путем смешивания двусернистого молибдена и графитированного нефтяного кокса с каменноугольным пеком в смесительной машине в течение 1 ч. Затем смесь загружают в пресс-форму, футированную специальным злектроиэаляционным материалом, и устанавливают на пресс горячего прессования. Термическую обработку ведут при удельном давлении 300-600 кгс/см и тем2 пературе 900-1100 С при пропуска нии электрического тока непосредственно vepe3 шихту в течение 1,5954416

2 час $2) . Композиция, полученная указанным способом, имеет невысокую . износостойкость при повышенных тем,пературах в осушенных газах и ва кууме.

Цель изобретения — повышение газоненроницаемости и механической прочности композиции, работоспособной в вакууме и осушенных газах при повышенных температурах.

Поставленная цель достигается тем что самосмазывающаяся композиция, содержащая двусернистый молибден, кокс. каменноугольного пека, графитированный нефтяной кокс, дополнительно содержит кокс фурановой смо лы. Состав композиции, вес.Ъ:

Двусернистый молибден 10-25

Кокс каменноугольного пека 3 "6

Кокс фурановой смоль| 4-7

Графитированный нефтяной кокс

Остальное

Графитированный нефтяной кокс вводят в состав композиции.для обеспечения высокой ее прочности, кокс фурановой смолы и кокс каменноуголь ного пека - для связывания частиц графитированного нефтяного кокса и двусернистого молибдена. Модифицированные связующие, состоящие из каменноугольных пеков и фурановых смол, при термическом разложении дают кокс с повышенной прочностью, причем выход коксового остатка и модифицированного связующего на 1012.вес.В выше, чем у. его отдельных составляющих, что обеспечивает высокую механическую прочность и срав. нительно низкую проницаемость композиции по отношению к жидкостям и газам. Содержание графитированного нефтяного кокса в композиции находит ся в пределах 62,0-83 0 вес.Ъ. При .концентрации менее 62,0 вес.Ъ значительно снижается механическая прочность композиции. Введение графитированного нефтяного кокса в количестве более 83,0, а кокса каменноугольйого пека фурановой смолы в количествах менее 3,0 и 4,0 вес.Ъ соответственно невозможно, так как в этом случае не удается связать все частицы графитированного нефтяного кокса каменноугольным пеком и фурановой смолой, что приводит к ухудшению прочностных характеристик композиции. Введение кокса каменноугольного пека в количестве более

6, а кокса фурановой смолы в количестве более 7 вес.Ъ нецелесообразно, так как в этом случае увеличивается пло ность композиции и ухудшаются е» прочностные свойства.

Двусернистый молибден вводят в состав композиции для обеспечения высокой износостойкости для работы в осушенных газовых средах и в вакууме. При содержании в составе композиции двусернистого молибдена в количествах менее 10 вес.Ъ высокая износостойкость при работе в осушенных газах и в вакууме не достигается. Введение двусернистого молибдена в количествах более 25 вес.% нецелесообразно, так как при этом износостойкость остается на том же уровне, что и при содержании

25 вес.Ъ, а прочностные характеристики материала ухудшаются. ,Поставленная цель достигается также тем, что согласно способу получения самосмаэывающейся композиции двусернистый молибден и графитирован20 ный нефтяной кокс смешивают с фурановой смолой, затем с каменноугольным пеком, полученную смесь подвергают предварительной термообработке под давлением 25-50 кгс/см при

25 200-220 С и последующей термообра-а ботке под давлением 300-600 Klc/см" и температуре 900-1000 С при пропускании электрического тока на обеих стадиях термообработки.

Отличительными признаками способа является предварительное смешение двусернистого молибдена и графитированного нефтяного кокса с фурановой смолой и предварительная

З термообработка полученной смеси с каменноугольным пеком под давлением

"25-50 кгс/см при 200-220 С, при пропускании электрического тока.

Для реализации высокой механической прочности самосмазывающейся композиции необходимо, чтобы на начальной стадии формования и термообработки связующее образовывало на частицах графитированного нефтяного кокса и дисульфида молибдена тонкую пленку с повышенной. структуриой прочностью. для образования такой,, пленки необходимо как соблюдение определенных весовых соотношений между компонентами композиции, так и обес50 печение достаточно большой поверхности контакта частиц и незначительного расстояния между ними.

Проведение процесса смешения в

2 стадии обеспечивает равномерное

55 распределение связующих между частицами графитированного нефтяного кокса и дисульфида молибдена.

Если давление на первой стадии формования и термообработки менее

6Q 25 кгс/см, частицы графитированного нефтяного кокса и дисульфида молибде.на уплотняются недостаточно, поверхность контакта частиц невелика, а расстояние между ними значительно, что приводит к образованию пленок

954416

20

50 связующего большой толщины и падению механической прочности.

При давлениях более 50 кгс/см частицй дисульфида молибдена. и графитированного нефтяного кокса достаточно сближаются, расстояние

° между ними уменьшается, поверхность контакта частиц возрастает, однако пропорционально росту контактной поверхности частиц возрастает трение между частицами и их хрупкое разрушение. При этом удельная поверхность частиц увеличивается и возникает дополнительная по- < ристость, что приводит к разупрочнению композиции ° При температуре о ниже 200 С вязкость каменноугольного пека достаточно высока, что препятствует его равномерному распределению по объему пресс-массы.

Высокий выход коксового остатка модифицированного связующего обусловлен тем, что компоненты каменноугольных пеков вступают н химическую реакцию с макромолекулами фурановой смолы. При температурах ниже 25

200оС эти реакции идут с незначительной скоростью, что увеличивает продолжительность процесса, а при температурах выше 220 С они затрудо нены интенсивно прытекающими процесса-30 ми полимеризации фурановой смолы, что приводит к уменьшению выхода кокса и падению механической прочности композиции.

Пример 1. Шихту, состоящую, 35 вес.Ъ:

Двусернистого молибдвна 9,7

Фурановой смолы 5,5

Графитированного 40 нефтяного кокса 80,6, смешивают в смесительной машине в течение 30 мин. K полученной смеси добавляют каменноугольный песок с темпеРатуРой размягчения 120-250 С 4 .в количестве 4,2 вес.Ъ и перемешива1ют еще 30 мин. Полученную шихту загружают в пресс-форму, футерованную огнеупорным электроизоляционйым материалом, и устанавливают на пресс горячего прессования. Создают дав ление 25 кгс/см и нагревают шихту при 200" С пропусканием через нее электрического тока н течение 0,5 ч.

Затем удельное давление прессования повышают до 300 кгс/см и ведут термическ. ю обработку при 900 С в теР чение,5 ч. При этом происходит коксование каменноугольного пека и фураноной смолы и получается композиция следующего состава, вес.Ъ: 60

Двусернистый молибден 10,0

Кокс каменноугольного пека 3,0

Кокс фурановой смолы 4,0 65

7,8

4,5

Полученную шихту загружают н пресс-форму, футерованную огнеупорным электроизоляционным материалом, и устанавливают на пресс горячего прессования. Создают данление

50 кгс/см и нагревают шихту при 2

220 С пропусканием через нее электрического тока. Затем удельное давление прессования повышают до

600 кгс/см и ведут термическую обХ работку при 1100 С в течение 1,5 ч.

Каменноугольный пек и фурановая смола.коксуются и получается композиция, состоящая, из вес.Ъ:

Графитированный нефтяной кокс 83,0

Пример 2. Шихту, состоящую, из нес.Ъ:

Двусернистого молибдена 14,2

Фураноной смолы

Графитированного нефтяного кокса 71,6, смешивают в смесительной машине в течение 30 мин. К получЕнной смеси добавляют каменноугольный пек с температурой размягчения 120-250 С в количестве 6,4 нес.3 и перемешивают еще 30 мин. Полученную шихту загружают н пресс-форму, футерованную огнеупорным электроизоляционным материалом, и устанавливают на пресс горячего прессования. Создают давление 35 кгс/см и нагревают шихту l при 210 С пропусканием через нее электрического тока в течение 0,5 ч.

Затем удельное давление прессования повышают до 450 кгс/см и ведут термическую обработку при 1000 С в о течение 1,5 ч.

В процессе термообработки каменноугольный пек и фурановая смоЛа коксуются. Получают композицию; содержащую, вес.Ъ:

Двусернистый молибден 15,0.

Кокс каменноугольного пека

Кокс фурановой смолы,5,5

Графитиронанный нефтяной кокс 75,0

Пример 3. Шихту, состоящую, из вес.Ъ:

Двусернистого молибдена 23,.2

Фурановой смолы 10,0

Графитиронанного нефтяного кокса 58,3р смешивают в смесительной машине в течение 30 мин. К полученной смеси добавляют каменноугольный пек с: температурой размягчения 120-250 С

0 н количестве 8,5 вес.Ъ и перемешивают еще 30 мин.

7, 954416

6,0

Коэффициент газопроница.емости, см /c

Прочность при сжатии, кгс/см

Плотность, г/см

Композиция

6 9 10"

2,16

1650

6,7 ° 10

2,18

1680

6,0 10

7,0"10

8,0 10

1700

2,20

1,96-2,14

Прототип

950-1200

Формула изобретения

3-6

Составитель Е.Пономарева

Редактор lO.Середа Техред М.Рейвес Корректор E,Ðoøêî

Заказ 6366/21 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ 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

Двусернистый молибден 25

Кокс каменноугольного пека

Кокс фурановой смолы 7,0

Графитированный нефтяной кокс 62,0

Свойства полученных композиций представлены в таблице.

1, Самосмазывающаяся композиция, содержащая двусернистый молибден, кокс каменноугольного пека, графитированный нефтяной кокс, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механической прочности и гаэонепроницаемости, композиция дополнительно содержит кокс фурановой смолы при следующем содержании компонентов, вес.Ъ: ,Двусернистый молиб. ден 10-25

Кокс каменноугольного пека

Кокс фурановой смолы 4-7

Графитированный нефтяной кокс Остальное

2. Способ получения композиции по п,l,, включающий смешение двусернистого молибдена и графитированного нефтяного кокса с каменноТаким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить механическую прочность са мосмазывающейся композиции, работо способной в осушенных газах и вакууме при повышенных температурах, примерно в 1,5 — 2 раза и непроницаемость по отношению к жидкостям и газам примерно в

10 раз.

1 угольным пеком с последующей термообработкой смеси под давлением 300600 кгс/см и температуре 900М

1000 С при пропускании электрическо0 го тока, отличающийся тем, что, с целью повышения мехащ нической прочности и газонепроницаемости композиции, двусернистый молибден и графитированный нефтяной кокс предварительно смешивают с Фурановой смолой, и полученную смесь с каменноугольным пеком подвергают предварительной. термообработке под давлением 25-50 кгс/см и температуре 200-220 С при про6 пускании электрического тока.

45 Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 454848, кл. С 01 В 31/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

5О Р 652207, кл. С 10 И 7/02, 1977 (прототип).