Изобретение относится к области машиностроения, а именно к композиционному полимерному антифрикционному материалу на основе полиамида, используемому для изготовления изделий различного трибологического назначения, например подшипников скольжения, применяемых в машиностроении, автомобилестроении, химической и в других отраслях машиностроения, а также для изготовления изделий для тормозной системы рельсового пассажирского или грузового транспорта, в том числе вагонов метрополитена, эксплуатирующихся без использования смазки.
Известен композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида, содержащий в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно или смесь углеродного волокна со стекловолокном (см. патент РФ №2441787, МПК В61Н 13/34, F16С 33/04, 10.02.2012 г.).
Однако известный композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида при своем использовании в изделиях трибологического назначения имеет следующие недостатки:
- недостаточный срок службы из-за высокого суммарного износа в паре трения,
- недостаточная стабильность коэффициента трения (0,66-0,72) при трении по материалу контр-тела из стали 40Х,
- повышенную интенсивность линейного изнашивания при трении по материалу контр-тела из стали 40Х (5×10-5 мкм/км),
- недостаточным разрушающим напряжением при растяжении (160 МПа).
Задачей изобретения является разработка композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида.
Техническим результатом является повышение срока службы изготовленных из предложенного композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида изделий различного трибологического назначения за счет значительного снижения интенсивности линейного изнашивания при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, повышение стабильности коэффициента трения при трении по материалу контр-тела из стали 40Х, повышение разрушающего напряжения при растяжении, сохранение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза при одновременном сохранении заданного предела прочности при сжатии, а также низкого коэффициента трения при повышении его стабильности.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложен композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида, содержащий в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно или смесь углеродного волокна со стекловолокном, при этом композиционный полимерный антифрикционный материал дополнительно содержит хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных, или многослойных с количеством слоев от 2 до 70 или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с количеством слоев от 2 до 70, при этом внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,1 до 100 нм, а их длина от 1 до 70 мкм, при этом в качестве полиамида основы композиционного полимерного антифрикционного материала используют полиамид 6, или Капролон B, или Эрталон, содержание стекловолокна в его смеси с углеродным волокном волокнистого наполнителя композиционного полимерного антифрикционного материала выбрано от 3,48 до 10,5 мас.%, при следующем количественном содержании компонентов, мас.%:
углеродное волокно или смесь
углеродного волокна со стекловолокном
9,7-42,4,
углеродные нанотрубки
0,05-0,55,
полиамид
остальное до 100%
При этом в качестве углеродного волокна волокнистого наполнителя композиционный полимерный антифрикционный материал содержит углеродное волокно, полученное из высокомолекулярного гидратцеллюлозного волокна или из полиакрилонитрильного волокна. При этом углеродное волокно композиционного полимерного антифрикционного материала используют в виде жгута, или рубленого жгута, или рубленой ленты, а стекловолокно используют в виде рубленой нити, при этом длина рубленых жгута или ленты углеродного волокна и рубленой нити стекловолокна выбрана от 1 мм до 48 мм.
Среди существенных признаков, характеризующих предложенный композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида, отличительными являются:
- дополнительное содержание в композиционном полимерном антифрикционном материале хаотично расположенных углеродных нанотрубок в виде однослойных, или многослойных с количеством слоев от 2 до 70 штук или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с количеством слоев от 2 до 70 штук,
- выбор внешнего диаметра углеродных нанотрубок от 0,1 до 100 нм, а их длины от 1 до 70 мкм,
- использование в качестве полиамида основы композиционного полимерного антифрикционного материала полиамида 6, или Ka-пролона B или Эрталона,
- выбор содержания стекловолокна в его смеси с углеродным волокном волокнистого наполнителя композиционного полимерного антифрикционного материала от 3,48 до 10,5 мас.%,
- выбор следующего количественного содержания компонентов, мас.%:
углеродное волокно или смесь
углеродного волокна со стекловолокном
9,7-42,4,
углеродные нанотрубки
0,05-0,55,
полиамид
остальное до 100%,
- использование в качестве углеродного волокна волокнистого наполнителя композиционного полимерного антифрикционного материала углеродного волокна, полученного из высокомолекулярного гидратцеллюлозного волокна или из полиакрилонитрильного волокна,
- использование углеродного волокна композиционного полимерного антифрикционного материала в виде жгута, или рубленого жгута, или рубленой ленты, а также использование стекловолокна в виде рубленой нити,
- выбор длины рубленых жгута или ленты углеродного волокна и рубленой нити стекловолокна от 1 мм до 48 мм.
Экспериментальные испытания изготовленных из предложенного композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида изделий различного трибологического назначения в составе пары трения с контр-телом из стали ст.40Х с твердостью 32-38 HRC, показали их высокую эффективность. Было установлено, что повышен срок службы предложенного композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида 16-18%, при этом износ слоя скольжения предложенного материала при трении по полированной стальной паре из стали 40Х составил 1×10-7 - 7×10-8 мкм/км, сохранена ударная вязкость по Шарпи на образцах без надреза на уровне 45-55,8 кДж/м2, сохранен предел прочности при сжатии на уровне 160-180 МПа и одновременном повышении разрушающего напряжения при растяжении до 174-201 МПа. Одновременно установлено, что предложенный композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида имеет коэффициент трения при трении по полированной поверхности контр-тела из стали 40Х с твердостью 32-38 HRC в пределах 0,11-0,16, при этом достигнуто повышение стабильности коэффициента трения до 0,89-0,92.
В таблице 1 представлены экспериментальные составы предложенного композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида, использованного для изготовления изделий различного трибологического назначения, а в таблице 2 показаны штатные характеристики изделий трения.
Исследование ударной вязкости проводилось на маятниковом копре по методу Шарпи на образцах типа 2 без надреза по ГОСТ 4647-80. Исследования характеристик трения (характеристики трибологии) предложенных втулок рычажной тормозной системы рельсового транспорта проводились на машине трения УМТ 2168.
Технология изготовления изделий из предложенного композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида с рабочими поверхностями скольжения не требует для своего использования специфического технологического оборудования и включает в себя литье под давлением в литьевой машине изделий заданных геометрических форм.
Изготовленные из предложенного композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида детали трения по сравнению с известным композиционным полимерным антифрикционным материалом-прототипом имеют увеличенный эксплуатационный ресурс за счет значительного снижения интенсивности линейного изнашивания рабочего слоя скольжения при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, обладают ударной вязкостью по Шарпи на образцах без надреза на уровне 45-55,8 кДж/м, пределом прочности при сжатии на уровне 160-180 МПа и одновременно повышенным разрушающим напряжением при растяжении до 174-201 МПа. Кроме того, предложенные изделия характеризуются повышенной стабильностью коэффициента трения при трении по материалу контр-тела стали 40Х при одновременном сохранении низкого коэффициента трения и предела прочности при сжатии.
(Таблица 1)
Содержание компонентов предложенного композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида, использованного для изготовления, например, втулок рычажной тормозной системы различного типа-размера рельсового транспорта
№ втулки
Связующее полиамид-основа
Волокнистый наполнитель
Содержание УНТ, (мас.%), вид углеродных нанотрубок, их внешний диаметр (нм)/и длина (мкм)
Размер втулки, мм
1
Полиамид 6
9,7 мас.%. жгут УВ (ВГВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
2
Полиамид 6
9,7 мас.%. жгут УВ (ПАН)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
3
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
4
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
5
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
6
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
7
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
8
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
9
Полиамид 6
9,7 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм /10 мкм
50×20×12
10
Полиамид 6
9,7 мас.%. жгут УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
11
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
12
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
13
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
14
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
15
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
16
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
17
Полиамид 6
9,7 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
18
Полиамид 6
9,7 мас.%. жгут УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм/10 мкм
50×20×12
19
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
50×20×150
20
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
50×20×75
21
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
50×20×12
22
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
23
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм /40 мкм
40×30×75
24
Полиамид 6
9,7 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
25
Полиамид 6
24,8 мас.%. жгут УВ (ВГВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
30×20×150
26
Полиамид 6
24,8 мас.%. жгут УВ (ПАН)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
30×20×12
27
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм /10 мкм
30×20×75
28
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
29
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
30
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
31
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
32
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
33
Полиамид 6
24,8 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
34
Полиамид 6
24,8 мас.%. жгут УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
35
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
36
Полиамид 6
24.8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм /10 мкм
50×20×12
37
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
38
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
39
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
40
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
41
Полиамид 6
24,8 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
42
Полиамид 6
24,8 мас.%. жгут УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
43
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
44
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
45
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм/10 мкм
50×20×12
46
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм /70 мкм
30×20×150
47
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм /1 мкм
30×20×12
48
Полиамид 6
24,8 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
49
Полиамид 6
42,4 мас.%. жгут УВ (ВГВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
50
Полиамид 6
42,4 мас.%. жгут УВ (ПАН)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
51
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
52
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
53
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
54
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм /10 мкм
50×20×12
55
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
56
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)
0,25% однослойные, 10 нм /1 мкм
30×20×12
57
Полиамид 6
42,4 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
58
Полиамид 6
42,4 мас.%. жгут УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
59
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
60
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
61
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
62
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
63
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм/10 мкм
50×20×12
64
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
65
Полиамид 6
42,4 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
66
Полиамид 6
42,4 мас.%. жгут УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
67
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
68
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
69
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
70
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
71
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
72
Полиамид 6
42,4 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм /10 мкм
50×20×12
73
Капролон B
9,7 мас.%. жгут УВ (ВГВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
74
Эрталон
9,7 мас.%. жгут УВ (ПАН)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
75
Капролон B
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
76
Эрталон
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
77
Капролон B
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
78
Эрталон
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
79
Капролон B
9,7 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
80
Эрталон
9,7 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм /40 мкм
50×20×75
81
Капролон B
9,7 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм /10 мкм
50×20×12
82
Эрталон
9,7 мас.%. жгут УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
83
Капролон B
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
84
Эрталон
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
85
Капролон B
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
86
Эрталон
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
87
Капролон B
9,7 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
88
Эрталон
9,7 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
89
Капролон B
9,7 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
90
Эрталон
9,7 мас.%. жгут УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм/10 мкм
50×20×12
91
Капролон B
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
92
Эрталон
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
93
Капролон B
9,7 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
94
Эрталон
9,7 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
95
Капролон B
9,7 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
96
Эрталон
9,7 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
97
Капролон B
24,8 мас.%. жгут УВ (ВГВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
98
Эрталон
24,8 мас.%. жгут УВ (ПАН)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
99
Капролон B
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм/10 мкм
50×20×12
100
Эрталон
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
101
Капролон B
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
102
Эрталон
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
103
Капролон B
24,8 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
104
Эрталон
24,8 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ(ПАН)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
105
Капролон B
24,8 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
106
Эрталон
24,8 мас.%. жгут УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
107
Капролон B
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
108
Эрталон
24.8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм/10 мкм
50×20×12
109
Капролон B
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
110
Эрталон
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
111
Капролон B
24,8 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
112
Эрталон
24,8 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
113
Капролон B
24,8 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
114
Эрталон
24,8 мас.%. жгут УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
115
Капролон B
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
116
Эрталон
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
117
Капролон B
24,8 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм/10 мкм
50×20×12
118
Эрталон
24,8 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
119
Капролон B
24,8 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
120
Эрталон
24,8 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
121
Капролон B
42,4 мас.%. жгут УВ (ВГВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
122
Эрталон
42,4 мас.%. жгут УВ (ПАН)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
123
Капролон B
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
124
Эрталон
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
125
Капролон B
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
126
Эрталон
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм/10 мкм
50×20×12
127
Капролон B
42,4 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
128
Эрталон
42,4 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
129
Капролон B
42,4 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
130
Эрталон
42,4 мас.%. жгут УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
131
Капролон B
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
132
Эрталон
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
133
Капролон B
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
134
Эрталон
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
135
Капролон B
42,4 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+3,48 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм /10 мкм
50×20×12
136
Эрталон
42,4 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+3,48 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,05% однослойные, 100 нм/70 мкм
30×20×150
137
Капролон B
42,4 мас.%. жгут УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% однослойные, 10 нм/1 мкм
30×20×12
138
Эрталон
42,4 мас.%. жгут УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% однослойные, 1 нм/40 мкм
30×20×75
139
Капролон B
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% многослойные (2 слоя), 100 нм/70 мкм
40×30×150
140
Эрталон
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,25% многослойные (40 слоев), 10 нм/40 мкм
40×30×75
141
Капролон B
42,4 мас.%. (рубл. жгут 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% многослойные (70 слоев), 1 нм/10 мкм
40×30×12
142
Эрталон
42,4 мас.%. (рубл. жгут 1 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,05% вложенных (2 нанотрубки), 100 нм/70 мкм
50×20×150
143
Капролон B
42,4 мас.%. (рубл. лента 1 мм УВ (ВГВ)+10,5 мас.%. руб. нить 48 мм СВ)
0,25% вложенные (40 штук), 10 нм/40 мкм
50×20×75
144
Эрталон
42,4 мас.%. (рубл. лента 48 мм УВ (ПАН)+10,5 мас.%. руб. нить 1 мм СВ)
0,55% вложенные (70 штук), 1 нм/10 мкм
50×20×12
Сокращения: - мас.%. - массовые проценты,
- УВ (ВГЦ) - углеродное волокно из высокомолекулярной гидратцеллюлозного волокна,
- УВ (ПАН) - углеродное волокно из полиакрилонитрильного волокна,
- СВ - стекловолокно,
- УНТ - углеродные нанотрубки.
(Таблица 2)
Штатные характеристики предложенного композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида
№ втулки
Износ рабочего слоя втулки, мкм/км
Коэффициент трения по стали 40X
Стабильность коэффициента трения
Ударная вязкость, кДж/м2
Предел прочности при растяжении, МПа
Предел прочности при сжатии, МПа
1
1×10-7
0,13
0,89
50
174
160
2
7×10-8
0,13
0,91
48
183
169
3
8×10-8
0,11
0,92
49
179
175
4
9×10-8
0,13
0,92
49
196
160
5
7×10-8
0,12
0,90
45
189
168
6
8×10-8
0,13
0,90
46
201
170
7
8×10-8
0,13
0,92
47
178
175
8
1×10-7
0,13
0,90
55,8
198
169
9
8×10-8
0,11
0,89
48
176
165
10
7×10-8
0,12
0,92
46
179
166
11
9×10-8
0,11
0,90
49
187
169
12
8×10-8
0,12
0,91
45
184
174
13
1×10-7
0,13
0,92
48
189
167
14
8×10-8
0,12
0,89
49
200
175
15
7×10-8
0,13
0,90
47
201
168
16
8×10-8
0,12
0,91
55,8
192
168
17
7×10-8
0,11
0,92
49
197
174
18
1×10-7
0,12
0,89
48
186
173
19
9×10-8
0,13
0,90
50
177
168
20
8×10-8
0,11
0,91
45
179
166
21
7×10-8
0,12
0,92
47
185
169
22
8×10-8
0,13
0,90
50
189
166
23
1×10-7
0,13
0,89
55,8
199
169
24
9×10-8
0,12
0,92
48
187
169
25
8×10-8
0,12
0,92
46
190
168
26
7×10-8
0,13
0,91
49
195
169
27
8×10-8
0,12
0,89
50
186
169
28
9×10-8
0,12
0,91
55,8
195
166
29
7×10-8
0,13
0,90
49
199
164
30
8×10-8
0,11
0,92
50
178
169
31
1×10-7
0,12
0,89
48
201
175
32
8×10-8
0,13
0,92
47
189
164
33
1×10-7
0,13
0,90
50
197
161
34
8×10-8
0,13
0,91
49
186
170
35
7×10-8
0,11
0,91
48
177
172
36
9×10-8
0,12
0,90
50
200
172
37
8×10-8
0,13
0,89
45
197
164
38
7×10-8
0,13
0,92
55,8
186
160
39
8×10-8
0,11
0,90
48
177
174
40
8×10-8
0,12
0,92
50
179
175
41
7×10-8
0,13
0,91
48
185
165
42
8×10-8
0,12
0,89
45
189
164
43
8×10-8
0,12
0,92
50
199
167
44
9×10-8
0,13
0,90
50
187
167
45
8×10-8
0,12
0,92
46
190
163
46
7×10-8
0,13
0,89
55,8
195
163
47
8×10-8
0,11
0,90
47
186
169
48
5×10-8
0,12
0,91
50
195
172
49
3×10-8
0,13
0,92
49
185
171
50
4×10-8
0,12
0,89
48
189
175
51
4×10-8
0,12
0,90
50
199
160
52
1×10-7
0,11
0,89
49
187
168
53
8×10-8
0,13
0,89
50
197
170
54
7×10-8
0,12
0,92
49
186
175
55
9×10-8
0,11
0,91
48
177
168
56
8×10-8
0,13
0,92
55,8
195
170
57
7×10-8
0,12
0,89
50
200
175
58
8×10-8
0,11
0,92
49
179
169
59
8×10-8
0,13
0,90
46
189
165
60
4×10-8
0,12
0,91
48
185
169
61
9×10-8
0,13
0,89
47
189
166
62
8×10-8
0,12
0,90
50
199
164
63
7×10-8
0,12
0,90
50
187
169
64
8×10-8
0,11
0,91
48
193
175
65
4×10-8
0,13
0,92
49
200
164
66
1×10-7
0,12
0,90
50
197
161
67
8×10-8
0,12
0,89
45
186
170
68
7×10-8
0,11
0,92
50
177
172
69
9×10-8
0,13
0,90
47
179
172
70
8×10-8
0,13
0,91
46
185
175
71
7×10-8
0,12
0,92
49
189
160
72
8×10-8
0,13
0,90
50
199
168
73
8×10-8
0,12
0,89
49
187
170
74
9×10-8
0,11
0,92
48
190
175
75
8×10-8
0,12
0,90
49
195
170
76
7×10-8
0,13
0,90
55,8
186
164
77
8×10-8
0,11
0,89
48
195
168
78
4×10-8
0,12
0,89
49
201
170
79
1×10-7
0,13
0,92
47
197
175
80
8×10-8
0,11
0,91
49
186
169
81
7×10-8
0,13
0,89
48
177
169
82
9×10-8
0,12
0,92
50
188
166
83
8×10-8
0,12
0,90
49
191
164
84
9×10-8
0,13
0,89
48
197
169
85
8×10-8
0,11
0,92
55,8
186
175
86
7×10-8
0,13
0,91
50
177
164
87
8×10-8
0,12
0,90
48
179
161
88
7×10-8
0,11
0,89
50
185
170
89
8×10-8
0,12
0,90
48
189
172
90
8×10-8
0,12
0,92
55,8
199
172
91
5×10-8
0,11
0,91
50
187
175
92
3×10-8
0,11
0,89
48
190
160
92
1×10-7
0,12
0,92
50
195
168
94
8×10-8
0,12
0,90
49
186
170
95
7×10-8
0,13
0,89
53
195
175
96
9×10-8
0,11
0,92
49
195
169
97
8×10-8
0,12
0,91
50
186
169
98
4×10-8
0,13
0,90
48
195
166
99
9×10-8
0,11
0,89
46
188
164
100
8×10-8
0,12
0,90
49
185
169
101
7×10-8
0,12
0,92
50
189
175
102
8×10-8
0,13
0,90
52
199
164
103
5×10-8
0,11
0,89
47
187
161
104
3×10-8
0,12
0,92
48
188
170
105
1×10-7
0,12
0,91
50
197
172
106
8×10-8
0,13
0,89
49
186
172
107
7×10-8
0,13
0,92
48
177
169
108
9×10-8
0,11
0,89
49
179
175
109
8×10-8
0,13
0,89
48
184
164
110
7×10-8
0,12
0,90
49
186
169
111
8×10-8
0,12
0,91
55,8
178
166
112
8×10-8
0,11
0,92
48
185
164
113
5×10-8
0,11
0,90
49
189
169
114
3×10-8
0,13
0,90
50
199
175
115
9×10-8
0,12
0,92
51
187
164
116
8×10-8
0,13
0,89
48
177
161
117
7×10-8
0,13
0,90
50
181
170
118
8×10-8
0,11
0,91
49
197
172
119
1×10-7
0,12
0,92
50
186
172
120
8×10-8
0,12
0,90
47
177
169
121
7×10-8
0,13
0,89
46
179
175
122
9×10-8
0,12
0,92
50
188
164
123
8×10-8
0,11
0,91
49
197
175
124
4×10-8
0,13
0,89
48
186
160
125
9×10-8
0,12
0,90
55,8
177
168
126
8×10-8
0,12
0,92
50
179
170
127
7×10-8
0,11
0,91
49
185
175
128
8×10-8
0,13
0,89
47
189
168
129
1×10-7
0,12
0,92
50
199
170
130
8×10-8
0,12
0,90
49
187
163
131
7×10-8
0,12
0,91
50
190
168
132
9×10-8
0,13
0,89
49
195
170
133
8×10-8
0,11
0,90
48
186
175
134
5×10-8
0,11
0,92
49
195
169
135
3×10-8
0,12
0,91
48
178
166
136
9×10-8
0,13
0,89
50
180
168
137
8×10-8
0,12
0,92
49
185
170
138
7×10-8
0,12
0,90
47
189
175
139
8×10-8
0,13
0,89
46
199
169
140
1×10-7
0,12
0,92
55,8
187
175
141
8×10-8
0,12
0,91
52
182
160
142
7×10-8
0,13
0,90
48
190
168
143
9×10-8
0,13
0,91
49
187
170
144
8×10-8
0,11
0,89
50
186
175
143
9×10-8
0,13
0,91
49
197
170
144
8×10-8
0,11
0,89
50
186
175