Состав для получения самосмазывающегосяпОКРыТия Советский патент 1981 года по МПК C08L27/18 C09D3/78 C08K3/20 

1

Изобретение относится к разработке самосмазывающихся износостойких покрытий. Известен состав для получения покрытия, содержащий суспензию политетрафторэтилена, в который с целью увеличения адгезии добавляют фосфорную и хромовую кислоты 1. Однако такое покрытие обладает низкой износостойкостью.

Наиболее близким к изобретению является состав для нанесения антифрикционного покрытия 2, содержащий следующие компоненты, вес.%:

Водная суспензия политетрафторэтилена (в пересчете на сухой продукт)20-30 Фосфорнокислая медь10-20 Фосфорная кислота (в пересчете на пятиокись фосфора) 7,5 8 Азотная кислота (уд. вес. 1,4) 1,8- 2 Азотнокислое серебро 1,0- 4 Окись меди 0,3- 1 Фтористый натрий 0,1-0,2 Вода Остальное Недостаток вышеуказанного покрытия- низкая износостойкость при трении без смазки.

Цель изобретения - повышение износостойкости покрытий пар трения, работающих без жидкой или консистентной смазки.

Указанная цель достигается тем, что состав, содержащий водную суспензию политетрафторэтилена, фосфорную кислоту, азотнокислое серебро, азотную кислоту, дополнительно включает двуокись свинца и гидроокись никеля при следующем соотношении компонентов, вес.%: Двуокись свинца37-63

Фосфорная кислота

(уд. вес. 1,5)12-15

Гидроокись никеля3-4

Азотнокислое серебро1- 2

Азотная кислота1- 2

Водная суспензия политетрафторэтилена (47-52%-ной

концентрации)Остальное

При введении двуокиси свинца в состав, содержащий фосфорную кислоту, частично нейтрализованную ионами никеля, после нанесения на металлические поверхности и нагревания образуются нерастворимые фосфаты свинца. По антифрикционным свойствам фосфаты свинца превосходят фосфаты металлов, окислы которых образуют с фосфорной кислотой твердеющие смеси. Предлагаемый состав наносят на металлические поверхности, предварительно обезжиренные, фосфатированные и помедненные, после чего сушат при температуре 20-40°С в течение 3-10 ч, уплотняют и

3

подвергают нагреву до 350±10°С и выдержке при этой температуре до 5-10 мин. Для приготовления состава азотнокислое сереоро растворяют в водной суспензии политетрафторэтилена фторопласта 4D, а гидроокись никеля - в фосфорной и азотной кислотах. Затем эти растворы смешивают вместе и упаривают на водяной бане до плотности 1,6-1,62 г/см На этом растворе замешивают двуокись свинца. 11редлагаемое покрытие обеспечивает высокую износостойкость тяжело нагруженных пар трения, зубчатых и цепных передач в условиях, где применение жидких или консистентных смазок недопустимо или нежелательно: в воздушной среде, в вакууме, в условиях низких и повышенных температур (от -200 до 260°С).

Пример конкретного выполнения. 9 г азотнокислого серебра растворяют в 180 г (50%-ной) водной суспензии фторопласта 4D; 21 г гидроокиси никеля растворяют в 81 г фосфорной кислоты с добавлением 9 г азотной кислоты. Эти растворы смешивают и упаривают на водяной бане до плотности 1,6, затем добавляют 300 г двуокиси свинца X. ч. тонкоизмельченной и размешивают до однородной массы.

Покрытие наносят намазыванием на фосфатированную и помеднеиную алюминиевую полосу, высушивают при 40°С в течение 3 ч, после чего уплотняют на вальцах. Спекание проводят в печи при температуре 350°С и выдерживают при этой температуре 5 мин. Фосфатирование осуществляют в растворе, г/л: НзР04 50 (250 мл плотности 1,1 г/см), HF 6,8, П2СгО4 10, вода до 1 л. Процесс фосфатирования ведут в течение 10-15 мин при температуре 35-50°С. Электролитическое меднение проводят в растворе, г/л: Cu2SO4 200, НзВОз 25, NaF 1,2 при плотности тока 1,5- 2,5 А/дм и температуре 50-60°С.

На детали из низколегированных сталей, а также детали из медных сплавов покрытие наносят без меднения. Легированные стали необходимо меднить. Для получения металлополимерной ленты стальные полосы предварительно пескоструят. Испытание покрытий ведут на торцевой машине трения при давлении 45 кг/см и скорости 0,5 м/с.

Для получения предлагаемого покрытия готовят составы, содержаш,ие каждый, вес.%: водная суспензия фторопласта 30, фосфорная кислота 13,5, азотнокислое серебро 1,5, азотная кислота 1,5, отличаюш,иеся один от другого содержанием гидроокиси никеля и двуокиси свинца (см. табл. 1).

Испытывают упорные торцевые шайбы на специальной установке, определяя износ образца и коэффициент трения.

Характеристика полученных на шайбах покрытий приведена в табл. 1.

Та блица I

Как видно из табл. 1, оптимальные количества добавки находятся в пределах для двуокиси свинца 37-63 вес.%, гидроокиси никеля 3-4. При уменьшении или увеличении количества двуокиси свинца повышается износ. При уменьшении количества гидроокиси никеля повышается газовыделение при контакте покрытия с металлом подложки, при увеличении количества гидроокиси никеля выпадают в осадок соединения серебра.

Для сравнения были испытаны торцевые шайбы с известным и предлагаемым покрытиями. Результаты приведены в табл.2.

Таблица 2

ПродолжительКоэффиность плавного трения при давостав покрытия циент лении 45 кг/см и скорости трения 0,5 м/с, ч

0,15-0,16

1120 4,2 0,11-0,12

Как видно из табл. 2, предлагаемое покрытие обладает высокой износостойкостью ио сравнению с износостойкостью известного покрытия, оно может найти применение в узлах трения микрокреогенной техники.

Формула изобретения

Состав для получения самосмазывающегося покрытия, содержащий водную суспензию политетрафторэтилена, .фосфорную кислоту, азотнокислое серебро и азотную кислоту, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, он допол5нительио включает двуокись сви роокись никеля при следующем НИИ компонентов, вес;%: Двуокись свинца Фосфорная кислота Гидроокись никеля Азотнокислое серебро Азотная кислота ца и гид-Водная суспензия политетрасоотноше-фторэтилена (47-52%-ной 37-635 принятые во внимание при экспертизе 12-151. Справочник по пластическим массам. 3- 4М., «Химия, т. I, 1975, с. 146-148. 1- 22. Авторское свидетельство № 670633, 1-2кл. С 08L 27/18, 1978 (прототип). 819132 6 концентрации) Остальное Источники информации,