ТВЕРДЫЙ САМОСМАЗЫВАЮЩИЙСЯ МАТЕРИАЛ Советский патент 1996 года по МПК C10M161/00 C10M161/00 C10M125/02 C10M125/06 C10M125/10 C10M125/22 C10M125/26 C10M159/10 C10N30/06 

Изобретение относится к твердым самосмазывающимся материалам, которые могут быть использованы в качестве конструкционного материала для изготовления самосмазывающихся вкладышей подшипников скольжения, эксплуатируемых в сильнозапыленных серу- и кислородсодержащих средах при температурах до 250^оС в условиях действия высоких удельных нагрузок и низких скоростей вращения стального вала, в частности в опорных подшипниках скольжения винтового транспорта производства сажи.

Целью изобретения является повышение износостойкости и термостабильности состава.

Для приготовления самосмазывающегося в материала используют бутадиеннитрильный каучук марки СКН-40 (сополимер бутадиена с нитрилом акриловой кислоты, ГОСТ 7738-79Е), графит (ГОСТ 5420-74), асбест (ГОСТ 12871-83), сульфат бария (барит), ГОСТ 4682-84), оксид цинка (ТУ 6-14-840-83), серу (ГОСТ 127-76). В качестве технологической добавки целесообразно использовать ускоритель вулканизации, например 2-меркаптобензтиазол (ГОСТ 739-74) и циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид (сульфенамид Ц, ТУ 6-14-868-81); активатор вулканизации, например стеариновую кислоту (стеарин ГОСТ 6484-64); пластификатор, например полимерпласт (ТУ 38-101937-87), дибутилфталат (ГОСТ 8728-77Е) и антиоксидант, например фенил-β -нафтиламин (нафтам-2, ГОСТ 39-79).

В состав самосмазывающегося материала может быть добавлен стеарат кальция (ТУ 6-14-722-76) для предотвращения прилипания к пресс-форме после вулканизации готового сформованного изделия. Бутадиеннитрильный каучук (15-20 мас. ) обеспечивает при общей высокой степени наполнения высокую термостабильность в условиях действия агрессивной серу- и кислородсодержащей среды.

Для обеспечения достаточно высокого уровня физико-механических свойств при температуре до 250^оС композиция содержит, мас. сера 3,0-4,5; оксид цинка 0,5-2,5 и армирующий материал асбест 20-40. Эффект самосмазывания достигается содержанием графита 20-45 мас.

Введение в состав 1-20 мас. сульфата бария (барита) улучшает теплоотвод от подшипника, тем самым положительно влияя на термостабильность самосмазывающегося состава.

Твердый самосмазывающийся состав готовят общепринятым способом в лабораторном резиносмесителе с полезным объемом смесительной камеры 2 л. Вулканизацию полученной смеси компонентов проводят при 180-190^оС в течение 15 мин.

Составы полученных твердых самосмазывающихся материалов и состав, принятый за прототип, приведены в табл.1.

Технологические свойства (способность к переработке и формованию) полученных композиций 1-37 оценивают определением текучести в пресс-форме Рашига (ГОСТ 5686-66) при температуре 180^оС и давлении 1,2-1,5 х 10⁵ Па. Механические свойства полученных материалов оценивались характеристиками ударной вязкости по ГОСТ 4647-80 и твердости по Бринеллю по ГОСТ 9012-59. Фрикционные и противоизносные свойства, а также термостабильность материалов определялись величинами коэффициента трения при 50-250^оС и величиной линейного износа радиальной машине трения И-32 по ГОСТ 1050-74. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Как следует из данных табл.2, в отличие от прототипа предлагаемый твердый самосмазывающийся состав, обладает стабильными антифрикционными характеристиками в диапазоне температур 50-250^оС. В отличие от прототипа, антифрикционные свойства которого с увеличением температуры ухудшаются, коэффициент трения предлагаемого материала с увеличением температуры снижается, что указывает на его высокую термостабильность в исследованных температурных пределах. Это связано с увеличением диффузии смазывающего компонента-графита на поверхность испытываемого образца с ростом температуры. По противоизносным свойствам предлагаемый состав превосходит прототип в 2-3 раза.

Содержание бутадиеннитрильного каучука 15-20 мас. является оптимальным. При снижении содержания полимера до значения ниже оптимального снижается текучесть по Рашигу, что указывает на ухудшение технологических свойств материала при его изготовлении и переработке. При увеличении содержания полимера до значения выше оптимального снижается степень структурирования полимера, на что указывает снижение твердости по Бринеллю, увеличение величин ударной вязкости и линейного износа.

Снижение содержания графита до значения ниже оптимального вызывает увеличение величины линейного износа, при увеличении содержания графита до значения выше 45 мас. снижается ударная вязкость ниже допустимого предела при норме 2,0-8,0 Дж/м².

При снижении содержания асбеста до ниже 20 мас. снижается твердость по Бринеллю с 58,2 до 46,2 МПа при норме 50-100 МПа. При увеличении содержания асбеста до выше 40 мас. снижается текучесть по Рашигу и ухудшаются технологические свойства.

Материал твердых самосмазывающихся элементов подшипников должен иметь состояние и твердость отвержденной пластмассы. Это обеспечивается оптимальным содержанием серы и оксида цинка. При снижении содержания этих компонентов до значения ниже оптимального снижается твердость по Бринеллю ниже нормы и увеличивается ударная вязкость выше нормы, что указывает на снижение степени структурирования. Увеличение содержания серы и оксида цинка до значения выше оптимального снижает текучесть по Рашигу и ухудшает формуемость материала.

Введение в предлагаемый состав сульфата бария в виде барита позволяет стабилизировать механические, антифрикционные и противоизносные свойства при повышении температуры за счет увеличения теплопроводности материала. Дальнейшее увеличение содержания барита до выше указанного предела не оказывает положительного эффекта на свойства предлагаемого материала.

Таким образом, предлагаемый твердый самосмазывающийся состав отличается от принятого за прототип повышенными на 100-150% износостойкостью и термостабильностью, что позволяет увеличить надежность изготовленных на основе этого состава конструкционных элементов узлов трения ( например, вкладышей подшипников скольжения).

Изобретение относится к смазывающим составам, в частности к твердому самосмазывающемуся материалу, который может использоваться в опорных подшипниках винтового транспорта производства сажи. С целью повышения износостойкости и термостабильности материала он содержит следующее соотношение компонентов, мас.%: бутадиеннитрильный каучук 15 - 20, графит 20 - 45, асбест 20 - 40, сульфат бария 1 - 20, оксид цинка 0,5 - 2,0, сера 3,0 - 4,5, технологическая добавка 4,7 - 7,7. Последняя включает ускоритель вулканизации, пластификатор, активатор и антиоксидант. Новый твердый самосмазывающийся состав отличается от известного повышенными на 100 - 150% износостойкостью и термостабильностью, что позволяет увеличить надежность изготовленных на основе этого состава конструкционных элементов узлов трения (вкладышей подшипников скольжения). 2 табл.

ТВЕРДЫЙ САМОСМАЗЫВАЮЩИЙСЯ МАТЕРИАЛ, содержащий полимерную добавку, графит, асбест и сульфат бария, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и термостабильности материала, он в качестве полимерной добавки содержит бутадиеннитрильный каучук и дополнительно содержит оксид цинка, серу и технологическую добавку, включающую ускоритель вулканизации, пластификатор, активатор и антиоксидант, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бутадиеннитрильный каучук - 15 - 20
Графит - 20 - 45
Асбест - 20 - 40
Сульфат бария - 1 - 20
Оксид цинка - 0,5 - 2,0
Сера - 3,0 - 4,5
Технологическая добавка - 4,7 - 7,7