Изобретение относится к способам получения подшипниковых материалов, которые могут быть использованы для обеспечения узлов трения, работающих в условиях отсутствия жидких или консистентных смазок.
Цель изобретения повышение прочности сцепления слоя с основой и надежности изделий, работающих при -269оС +260оС. Сущность способа заключается в следующем. На подложку наносят промежуточный слой, после чего проводят спекание слоя в среде диссоциированного аммиака при 380-420оС, затем на спеченный промежуточный слой накладывают термостойкий тканый материал и проводят припекание его в среде диссоциированного аммиака при 405-420оС.
Промежуточный слой содержит водную суспензию фторопласта, фосфорную кислоту, окислы или соли металлов, образующие нерастворимые соединения с фосфорной кислотой, и окислитель основы.
Рабочий слой получают путем пропитывания ткани, выдерживающей температуру спекания фторопласта, например стеклоткани, углеграфитовой и фторопластовой ткани, водной суспензией фторопласта с последующей термообработкой при 290-400оС в зависимости от ткани материала.
Для повышения адгезии, а также получения нерастворимого промежуточного слоя в состав водной суспензии фторопласта 4Д вводят фосфорную кислоту, окислы или соли металлов, например Al(OH)3, PbO2, PbSO4, образующих с ней нерастворимые фосфаты при нагревании, и окислитель основы, например AgNO3, Cu(OH)2. Подготовку состава промежуточного слоя ведут перед его нанесением в следующем порядке: в фарфоровой ступке предварительно размалывают навеску окисла или соли металла Al(OH)3, PbO2, PbSO4 с фосфорной кислотой, затем добавляют навеску водной суспензии фторопласта 4Д, после чего вводят окислитель основы, предварительно растворенный в воде.
Промежуточный слой содержит следующие компоненты, мас. Фосфорная кислота (γ 1,5) 10-12 Al(OH)3, PbO2, PbSO4 10-40 Окислитель [AgNO3, Cu(OH)2] 1-3
Водная суспензия
фторопласта 4Д (50%-ной концентрации) Остальное
Промежуточный слой наносят на предварительно нарезанные по размерам пластины из алюминия или латуни путем окунания, кистью или с помощью распыления.
После предварительной подсушки на воздухе в течение 2-3 ч пластины со слоем помещают в печь с диссоциированным аммиаком и подвергают нагреву до 380-420оС со скоростью 100-150оС в час с выдержкой при этой температуре 0,5-1 ч.
Охлаждение ведут в той же атмосфере со скоростью 150-170оС в час до 100-150оС.
На промежуточный слой накладывают рабочий слой, который готовят путем нарезания заготовок из термостойкой ткани (стеклоткани, углеграфитовой, фторопластовой), пропитки этих заготовок водной суспензией фторопласта 4Д, термообработки в печи при 290-400оС в зависимости от материала с выдержкой при этой температуре 0,5-1 ч.
Полученный таким образом рабочий слой в один или несколько слоев накладывают на пластины с промежуточным слоем и собирают в пакет с прокладками из газетной бумаги. Пакет закладывают в кассету, состоящую из ограничивающих рамок и пластин, в которой с помощью клиньев пакет обжимается.
Кассету нагревают в среде диссоциированного аммиака до 405-420оС и выдерживают при этой температуре 1 ч на 20-25 мм толщины пакета, скорость нагрева 100-150оС в ч.
Исследования показали, что фторопласт и его композиции в прижатом состоянии припекаются между собой при температурах выше 400оС.
П р и м е р 1. В качестве основы берут пластины из латуни, поверхность которых попескоструена. Наносят промежуточный слой. Промежуточный слой содержит, мас. Фосфорная кислота (γ 1,5) 12 Сернокислый свинец 30 Двуокись свинца 5 Азотнокислое серебро 2 Водная суспензия фтор- опласта 4Д (50%-ной концентрации) 51
Промежуточный слой готовят следующим образом: берут навеску двуокиси свинца в количестве 5 г, навеску сернокислого свинца в количестве 30 г и фосфорной кислоты 12 г. Полученный состав тщательно перетирают в ступке до пастообразного состояния, а затем вводят навеску водной суспензии фторопласта 4Д в количестве 51 г и состав перемешивают. После чего готовят навеску азотнокислого серебра в количестве 2 г, которую растворяют в 5 мл дистиллированной воды и смешивают c предварительно полученным составом.
Слой на пластины наносят кистью. Затем пластины с нанесенным слоем подсушивают на воздухе в течение 3 ч, а затем помещают в печь с диссоциированным аммиаком и нагревают до 420оС со скоростью 150оС в ч с выдержкой при этой температуре в течение 1 ч. После чего проводят охлаждение в среде диссоциированного аммиака до 150оС, а затем на воздухе.
Нарезают заготовки из стеклоткани по размерам пластин, которые накладывают на стекло и пропитывают водной суспензией фторопласта 4Д. На стекле проводят кратковременную подсушку для ликвидации подтеков, затем заготовки нагревают в печи до 370оС со скоростью 150оС в час.
При нагревании суспензионный фторопласт деазирует и спекается. Операцию повторяют для заполнения всех пустот фторопластом.
На 1 мас.ч. стеклоткани при пропитке необходимо затратить 5 мас.ч. водной суспензии фторопласта. Таким образом получают материал, который накладывают в один слой на пластину со стороны промежуточного слоя, после чего кладут прокладку из газетной бумаги, вырезанную по размерам пластин, и накладывают второй рабочий слой, а на него пластину промежуточным слоем к рабочему слою.
Пакет помещают между толстыми пластинами и вставляют в рамки, выполненные из нержавеющей стали, и забиванием клиньев стягивают. Полученную таким образом кассету помещают в герметичную печь, где она нагревается в среде диссоциированного аммиака до 415оС и выдерживается в течение 1 ч на 20 мм толщины пакета.
Охлаждение ведут с печью в среде диссоциированного аммиака до 150оС, а затем на воздухе. После разборки кассеты получают пластины с припеченным рабочим слоем.
П р и м е р 2. В качестве основы берут пластины из алюминия. Наносят промежуточный слой. Промежуточный слой содержит, мас, Фосфорная кислота (γ 1,5) 10 Гидроокись алюминия 10 Гидроокись меди 3
Водная суспензия фто-
ропласта 4Д (50%-ной концентрации) 77
Промежуточный слой готовят аналогично примеру 1.
После подсушки на воздухе в течение 2 ч пластины помещают в печь и нагревают до 380оС со скоростью 100оС в час и выдерживают при этой температуры 0,5 ч. Охлаждают в среде аммиака до 180оС, а затем на воздухе.
Нарезают заготовки из фторопластовой ткани по размерам пластин, которые нарезали по размерам ограничивающих толстых пластин и рамок. Заготовки ткани пропитывают водной суспензией фторопласта 4Д на стекле, затем термообрабатывают, нагревая до 290оС со скоростью 100оС в час, и выдерживают при этой температуре 1 ч. Таким образом получают рабочий слой.
Oстальные операции получения металлофторопластового материала аналогичны примеру 1, при этом температура нагрева кассет в среде диссоциированного аммиака 420оС.
П р и м е р 3. Пластины из латуни вырезают по размерам ограничивающих пластин и рамок из попескоструенного с одной стороны листа.
Промежуточный слой наносят аналогично примеру 1, а припекание проводят при 420оС.
Рабочий слой готовят из графитовой ткани аналогично примеру 1. Однако температуру термообработки повышают до 400оС.
Остальные операции проводят аналогично примеру 1, причем температуру нагрева кассеты в диссоциированном аммиаке доводят до 410оС.
Испытания ведут на торцовой машине трения при удельном давлении 4,5 МПа, скорость скольжения 0,5 м/с.
Данные о влиянии температуры спекания на прочность сцепления покрытия с основой и надежность изделий представлены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, с уменьшением температуры спекания до 395-400оС покрытие получается менее плотным и поверхность полностью не выглаживается, в то же время прочность на раздир уменьшается, с увеличением температуры спекания до 425-430оС наблюдается частичная деструкция полимера, что приводит к снижению прочности сцепления, а также снижению чистоты поверхности. Таким образом, оптимальными пределами температуры спекания являются 405-420оС.
Данные сравнительного анализа антифрикционных свойств изделий, полученных известным и предлагаемым способами, приведены в табл. 2.
Как следует из табл. 2, материалы, получаемые предлагаемым способом, отличаются высокой термохладостойкостью, возможностью изготовления деталей с высоким классом точности и высокой чистотой поверхности. При одинаковых антифрикционных свойствах материалы имеют более высокую износостойкость.
Таким образом, как видно из табл. 1 и 2, узлы трения, выполненные с материалами, получаемыми по предлагаемому способу, имеют высокую надежность.
Кроме того, предлагаемый способ позволяет покрывать любые металлы фторопластовой пленкой, которую получают заданной толщины с различными наполнителями.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ГРУНТОВКА ПОД ФТОРОПЛАСТОВОЕ ПОКРЫТИЕ | 1992 |
|
RU2049102C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРОПЛАСТОВОГО АНТИАДГЕЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ | 2012 |
|
RU2490371C1 |
СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ САМОСМАЗЫВАЮЩЕГО ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ | 1980 |
|
SU940495A1 |
Способ получения стеклоткани фторопластовой марки ТАФ | 2020 |
|
RU2726670C1 |
Способ склеивания фторопластовой стеклоткани с поверхностью изделия | 2021 |
|
RU2777642C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО МЕТАЛЛОФТОРОПЛАСТОВОГО МАТЕРИАЛА | 2004 |
|
RU2277997C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ МИНЕРАЛОВАТНЫХ ПЛИТ | 1992 |
|
RU2044704C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДООТТАЛКИВАЮЩЕЙ ПЕРЕГОРОДКИ ДЛЯ ФИЛЬТРОВ-СЕПАРАТОРОВ | 1990 |
|
RU2035968C1 |
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ , КОМПОЗИЦИИ ГРУНТОВОЧНОГО ПОКРЫТИЯ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ОБЛИЦОВОЧНОГО ПОКРЫТИЯ | 1999 |
|
RU2170286C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МЕТАЛЛОФТОРОПЛАСТОВОГО МАТЕРИАЛА | 2002 |
|
RU2212307C1 |
Изобретение относится к способам изготовления многослойных антифрикционных изделий. Цель изобретения повышение прочности сцепления слоя с основой и надежности изделий, работающих при температурах 269°С - +260°С. В качестве основы берут пластины из латуни. На пластины наносят промежуточный слой, при формировании которого в водную суспензию фторопласта вводят фосфорную кислоту, окислы или соли металлов, образующие с фосфорной кислотой нерастворимые соединения, например Al(OH)3, PbO2, PbSO4 или их смеси, и окислитель основы, например AgNO3,Cu(OH)3. Слой на пластины наносят кистью. На промежуточный наносят рабочий слой. В качестве рабочего слоя берут термостойкий тканый материал (стекло - ткань, углеграфит, фторопластовую ткань), пропитанный фторопластом. Сборку спекают под давлением при температуре 405 420°С в среде диссоциированного аммиака. 2 з. п. ф-лы, 2 табл.
Семенов А.А., Матвеевский Р.М., Поздняков В.В | |||
Технологияч изготовления и свойства содержащих фторопласт антифрикционных материалов | |||
М.: изд-во АН СССР, 1963, с.44-46. |
Авторы
Даты
1995-12-20—Публикация
1984-12-11—Подача