Антифрикционная полимерная композиция Советский патент 1986 года по МПК C08J5/16 C08L77/00 C08K3/00 C08K3/00 C08K3/04 C08K3/22 C08K3/30 

1

Изовретение относится к антифрикционным полимерным композиционным материалам и может быть использовано для изготовления элементов трения различных машин и механизмов, причем изделия из этих материалов применяют в машиностроении, химической промышленности, насосостроении и других областях, преимущественно в компрессорной текинке.

Цель изобретения - повьшение предельно допустимых нагрузок износостойкости и снижение коэффициента трения полимерной композиции.

Пример 1. В смесительную машину с Z-образными лопастями реверсивного типа дозируют порошки: 1,0 кг (10 мас.%) графита марки МГ с размером частиц 500-90 мкм - 50 мас.% и 90-3 мкм - 50 мас.%., 0,8 кг ( 8 мас.%) дисульфида молибдена с размером частиц 7 мкм и менее, 0,1 кг (1 мас.%) ПТФЭ (фторопласт-4)у предварительно дважды пропущенного через дисковую мельницу, 8,0 кг (80 мае.%) фенилрна С-2 (ароматический полиамид) и 0,1 кг (1 мас.%) окиси иттрия,

Указанные компоненты перемепювают в течение 30 мин. Из приготовленной пресс-массы на гидравлическом прессе прессуют заготовки диаметром 80 мм и высотой 130 мм в обогреваемых; : пресс-формах. Нагревают пресс-массу под давлением 350 кгс/см до и вьщерживают при этой температуре и давлении 3 ч.

По технологии, описанной в примере 1, изготавливают смеси различных составов (примеры 2-6). Составы смесей, изготовленных по примерам 1-6, представлены в табл.1.

Скорости изнашивания, коэффициенты трения и предельно допустимые нагрузки предлагаемых и известных материалов определяют на машине трения МИ-1М по схеме вал-вкладьшг при скорости скольжения О,,5 м/с по контрпаре из стали 4x13 с чистотой обработки поверхности 0,16 и твердосттэЮ HRC 48 в двух средах; в сухом азоте при удельной нагрузке 10 и 20 МПа; на воздухе с нормальной влажностью при удельной нагрузке 10 и 20 МПа.

Сравнительные физико-механические и антифрикционные свойства предлагаемого и известных материалов представлены в табл.2.

358802

В антифрикционных композиционных материалах каждая фаза несет вполне определенную функциональную нагрузку. Так, введение, например, графита в

S ароматический полиамид снижает коэффициент трения и способствует созданию на. контртеле стойкой смазочной пленки,(

При содержании его менее 10 мас,%

to ухудшается смазывающая способность композиции при трении в газах с нормальной влажностью, а при содержании более 24 мас.% снижаются физико-механические характеристики. fS Введение дисульфида молибдена

обеспечивает работоспособность материала при работе в осушенных газах и в вакууме и не ухудшает ее при работе в газах с нормальной влажнос20 тью. Содержание двусернистого молибдена от 8 до 10 мас.% в композиции наиболее полно обеспечивает ее работоспособность при трении в среде осушенных газов и в вакууме. Высокая

25 адгезия двусернистого молибдена и графита способствует образованию в процессе трения смазочной пленки, которая и обеспечивает удовлетворительную работоспособность материала

3Q без смазки в среде осушенных газов и в вакууме. Наличие в композиции двусернистого молибдена менее 8 мас.% недостаточно для образования смазочной плейки, а при содержании его

,- более 10 мас.% коэффициент трения в газах с нормальной влажностью повышается,,

Введение добавки окиси иттрия вследствие ее относительно высокой

д твердости (5,5 по минералогической шкале) .обеспечивает высокую износостойкость антифрикционной полимерной композиции. Гетерогенная структура композиции, представляющая собой пласте тичную матрицу с равномерно распределенными в ней включениями твердой фазы окиси иттрия, выступающими над трущейся поверхностью и несущими наг- рузкуд обеспечивает ей высокую работоспособность.

Кроме того, введение окиси иттрия в композицию резко увеличивает ее прочностные свойства. При введении в композицию окиси иттрия менее 1 мас.% увеличивается площадь соприкосновения контртела с более пластичной матрицей, что приводит к ее повышенному износу, а содержание

31

окиси иттрия более 3 мас.% вызывает нежелательный износ контртела вследствие ее абразивного действия.

ПТФЭ, обладающий в чистом виде низким коэффициентом трения, необходим для улучшения смазочной способности композиции. Наличие ПТФЭ, являющегося смесью твердых кристалли тов с аморфными участками, находящимися в высокоэластичном состоянии, способствует созданию благоприятных

10 17 24

8 9 10

12 3

ВО 70 60

123

358804

условий для распределения твердой составляющей окиси иттрия, несущей нагрузку. При содержании в композиции ПТФЭ менее 1 мас.% ухудшается 5 смазочная способность, а при введении более 3 мас.%,вследствие его очень низкой теплопроводности в местах контакта при трении возникает локальный перегрев, приводящий к 10 резкому возрастанию коэффициента трения и скорости изнашивания.

Таблица 1

29

15 8

40 8

25

П

4

60