Полимерная композиция антифрикционного назначения Советский патент 1981 года по МПК C08J5/16 C08L61/10 

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОШОЗИЩ Я АНТИФРИКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ .

I

Изобретение относится к области получения антифрикционных самосмазываю1цихся материалов на основе термореактивных связующих, которые могут быть использованы ддя изготовления элементов узлов трения, имеющих высокую износостойкость при работе в паре с контртелами, изготовленными из металлокерамических вольфрамокобальтовых твердых сплавов.

Известна композиция антифрикционного назначения на основе фенолформальдегидной смолы (20-25-%), содержащая политетрафторэтилен (42-63%), графит (12-25%) и дисульфид молибдена (5-8%) 1 .

Недостатком ее является низкая износостойкость при торцовом трении верчения в паре с вольфрамокобальтовым твердым сплавом.

Известна также антифрикционная композиция 2Т, содержащая в качестве связующего фенолформальдегидную, эпоксидную или фурфурольную смолу

или их смеси (10-30%), графит или графит и волокнистый компонент (1-18%) и термоантрацит (42-88%).

Существенным недостатком известной композиции является низкая износостойкость при высоких скоростях вращения вала, а также высокая.абразивная способность термоантрацита, способствующая быстрому износу прецизионных узлов трения, изготовленных из вольфрамокобальтовых твердых сплавов, отсутствие противозадирных свойств.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату из числа известных является полимерная композиция антифрикционного назначения , содержащая следующие компоненты, вес.%: фенолформальдегидную смолу 32, нефтяной кокс 60, олеиновую кислоту 3 и графит 5 Сз}.

Основным недостатком данного материала является низкая износостойкость в условиях торцового трения 3 пурчетш в паре с вольфрамокобальтовык твердьм сплавом и малая противозадирная стойкость. При использовании таких материалов в качестве опорньпс подшипников наблюдается быстрое изнашивание контртела с ухудшением параметров микрогеометрии его поверхности. Увеличение среднего арифметического отклонения профиля от средней линии (RQ), высоты неровностей профиля (R;) , поверхности трения вольфрамркобальтового сплава способствует инте сификации процесса абразивного изнашивания и быстрому выходу из строя опорного подшипника, скольжения. Целью изобретения является улучшение противозадирьиых свойств и повы шение износостойкости при работе в паре с вольфрамокобальтовым твердым сплавом. Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция антифрикционного назначения, содержащая фенолформальдегидную смолу, нефтяной кокс и графит, дополнительно содержи щавелевокислый кадмий и порошковую серу при следующем соотношении компо нентов, вес.%: Нефтяной кокс Графит Щавелевокислый кадмий Порошковая сера ФенолформальдеОстальноегидная смола Использование в качестве связующ го фенолформальдегидной сколы обусловлено ее высокими физико-механическими и теплофизическш.ш свойствами по сравнению с известными связу щими, например эпоксидными или фурановыми смолами. Графит вводится в материал в качестве твердой смазки, а также увели чивает текучесть композиции при прес совании. При содержании графита ниже пределов оптимальной концентрации снижается текучесть композиции, а при введении выше оптимальной концентрации ухудшаются физико-механические свойства материала, в частнос ти несущая способность и износостойкость. В качестве наполнителя для повыше НИЛ антифрикционных и прочностных свойств, а также увеличения температурной границы эксплуатации материала в него вводится нефтяной кокс-. Увеличение или уменьшение указанного наполнителя относительно пределов оптимального содержания вызьтает ухудшение антифрикудионных свойств и прочности композиции. С целью повьш1ения противозадирных и противоизносных свойств композиции в нее введены щавелевокислый кадмий и порошковая сера. Щавелевокислый кадмий введен в композицию в качестве металлоплакирующего и противозадирного компонента. Так при достижении на фрикционном контакте температур 200-220 С он разлагается с вьщелением чистого неокисленного металла, которьш способен образовывать тонкую пластичнуюпленку на поверхности трения контр- тела. Введение порошковой серы способствует улучшению противозадирных свойств композиции. Взаимодействуя с поверхностными слоями контртела сера способствует их обогащению сульфидами, а также смягчает процесс заедания. Применение данных компонентов выше указанных пределов ухудшает физико-механические свойства материала, переработанного в изделие. Изготовление изделий из предлагаемого материала производится методом компрессорного прессования при 60180 0 и давлении 20,0-40,0 МПа, Составы реального выполнения предлагаемой полимерной ко тозищт приведены в табл. 1. Основные физико-механические ифрикционные свойства композиций представлены в табл. 2. Результаты сравнительных испытаний антифрикционных и противозацирных свойств предлагаемой композидии при работе в паре с твердым сплавок БКб по отношен ию к известным аналогам представлены в табл.,3. ,Во всех случаях испытаний поверхность контртела доводится до шерохбватости Rg П.;2-0,3 мкм. Из приведенной таблицы видно, что материал, изготовленный из предлагаемой композиции, обладает более высокой износостойкостью в сочетании с хорошими противозадирными свойствами. Комплекс .этих свойств позволяет использовать этот материал в узлак сухого тренкя в станкостроительной, а.втомобильной и других отраслях проМэШленно с ти.

Компоненты

Количественный состав, вес.%

1П

I

III

60 54

40 3 1g

25

8 I 42

33 33

48

Полимерная композиция антифрикционного назначения, включающая фенолформальдегидную смолу, нефтяной кокс графит, отличающаяся тем, что, с целью улучшения противозадирных свойств и повьшения износостойкости при работе в паре с вольфрамокобальтовым твердым сплавом, композиция дополнительно содержит щавелевокислый кадмий и порошковую серу при следующем соотношении компонентов , в ее. %:

Нефтяной кокс 40-60

Щавелевокислый

кадмий2-8

Предел прочности

при сжатии, МПа 1400 1400 1300

Коэффициент треНИН0,13 0,12 0,14

.Интенсивность весового износа,

мгн/ч0,6 0,33 0,41

(п 15000 об/мин,

Р 5,0 кг)

Таблица 3

ФенолформальдеОстальноегидная смола

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

3. Фельдман Д.И., Шплейнберг Л.А. Антифрикционный материал АФ-ЗГ. Плас ,тические массы.- 1973, № 1, с. 32 (прототип)..