Антифрикционная самосмазывающаяся композиция

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) З(51> С 08 (. 61 10 С 08 1 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСЯНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ",",,": /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6-12

1-3

2-6

О сталь ное.(21 ) 3427482/23-05 (22) 19.04.82 (46) 15.11.83.Бюл. М 42 (72) И.И.Злотников, В.В.Лисовский, В.Д.Резник, В.A.Ñòðóê, A.È.Tîãîåí и Н.В.Демкин (71) Институт механики металлополимерных систем AH БССР и Калининский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621.893(088.6) (56) 1 ° Авторское свидетельство, СССР

Р 297652р кл. С 08 L 29/14> 1969 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 730748 кл. С 08 4 61/10, 1975. (54)(97) АНТИФРИК11ИОННАЯ САМОСМАЗЫВАЮЩАЯСЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая Фенол.

Формальдегидную смолу реэольного типа.с молекулярной массой 400-1000, оксалат или формиат металла и антифрикционный наполнитель, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения термостойкости, улучшения антифрикционных, адгезионных и прочностных характеристик, она дополнительно содержит олеинозую кислоту, жидкое стекло и полиэтилен низкого давления с молекулярной массой

70000-400000 при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Фенолформальдегидная смола резольного типа с молекулярной массой

400-1000 15-40

Оксалат нли Формат металла

Олеиновая кислота

Жидкое стекло по сухому остатку 5-15

Полизтилен низкого давления с молекулярной массой

70000-400000

Антифрикционный наполнитель

1 054381

15-40

Изобретение относится к самосмазывающимся материалам, преимущественно для изготовления антифрикционных покрытий деталей тяжелонагруженных узлов трения, например тяжелонагружен-. ных шарниров.

Известна антифрикционная самосмаэывающаяся композиция для покрытия, содержащая поливинилфурфураль 1025 мас.%,модифицированный сухими смазками и антифрикционными добавками: lG окисью кадмия, дисульфидом молибдена (90-75 мас.%) f1).

Однако такая композиция не отвечает требованиям, предъявляемым к тяжелонагруженным узлам трения по адгеэионным и прочностным свойствам.

Известна также. полимерная композиция, содержащая,мас.%: связующее (фенолформальдегидную смолу или поливинлфурфураль) 15-40, графит 10-20, 20 формиат меди 30-60 и поглотитель газов 5-20 (2 ).

Однако известная композиция не отвечает требованиям, предъявляемым к тяжелонагруженным узлам трения, по свопм адгеэионным, прочностным, антифрикционным характеристикам и термостойкости.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является антифрикционная композиция, которая может быть использована для изготовления антифрикционных покрытий деталей тяжелонагруженных узлов трения, содержащая, мас.%: термореактивное связую 35 щее - поливинилфурфураль 2С-ЗО, антифрикционный наполнитель: окись кадмия 25-40, графит 5-10, фторопласт

2-3, а также оксалат (формиат ) металла 20-30 и фенолформальдегидную 40 смолу молекулярной массы 400-1000

5-10 (3,3.

Недостатком данной композиции является низкая термостойкость, относительно невысокая адгеэия к стали, и недостаточно высокие антифрикционные свойства.

Целью изобретения является повышение термостойкости и улучшение антифрикционных, адгеэионных и прочностных характеристик композиции.

Поставленная цель достигается тем, что антифрикционная самосмазывающаяся композиция, содержащая фенолформальде. видную смолу реэольного типа с молекулярной массой 400-1000, оксалат или формиат металла и антифрикционный наполнитель, дополнительно содержит жидкое стекло, олеиновую кислоту и полиэтилен низкого давления с молекулярной массой 70000-400000 6О при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фенолформальдегидная смола реэольного типа с мм 400-1000

5-1 5

Адгеэионную прочностью покрытия измеряют методом нормального отрыва на образцах в виде грибков на машине

ZD-4. Скорость нагружения 50 кгс/c.

Фрикционные испытания проводят на машине трения СМЦ-2 при скорости скольжения О, 5 м/с и удельной нагрузке

3,75 МПа. Покрытие наносят на образец, изготовленный иэ стали 45, в виде вкладыша площадью 2 см2

В качестве контртела используют ролик иэ стали 45 твердость HBC-45 ед, шероховатостью R = 1 — 0,8 мкм.

Разрушающее напряжение при сжатии определяют на машине ZD-4 по

ГОСТ 4651-68.

Образцы для определения разрушающего напряжения при сжатии иэ известной и предлагаемой композиций готовят следующим образом.

Готовые покрытия сушат при 60-70 С о и измельчают. Иэ полученного порошка методом горячего прессова.иия формуют образцы для испытаний при 160180 С и 100-120 MEla.

Теплостойкость покрытия определяют по данным дифференциально-термического анализа.

Оксалат или формиат металла 6-12

Олеиновая кислота 1-3

Жидкое стекло по сухому остатку

Полиэтилен низкого давления с мм 70000- 2-6

Антифрикционный наполнитель Остальное

В качестве антифрикционного наполнителя используют графит, дисульфид молибдена, окись кадмия,фторопласт-4 или их смеси, . Композицию готовят следующим образом.

В жидкое стекло вводят порошкообразный полиэтилен и тщательно перемешивают. Полученную смесь сушат и диспергируют любым способом. Полученный порошок смешивают с оксалатом (формиатом )металла, антифрикционным наполнителем и олеиновой кислотой.

Механическую смесь вводят в 50%-ный спиртовый (ацетоновый ) раствор фенолформальдегидной смолы и тщательно перемешивают до получения однородного состава.

Материал в виде суспенэии с помощью кисти нли методом окунания наносят на поверхность детали тяжелонагруженного узла трения, сушат при 50-70 С и затем термообрабатывают при 160-130 С в течение 0,5-1 ч, Примеры конкретного выполнения композиции приведены в табл.1.

Сравнительные физико-механические характеристики .предлагаемой и известной (3 ) композиций приведены в табл.2.

1054381

В качестве температуры, характеризующей максимальную термостойкость материала, принимается температура, превышение которой на 3-5 С вызываю ет резкое повышение термодеструкционных процессов и потерь веса на кривых ДТА и Т6.

Как следует из данных табл.1 и 2, предлагаемая композиция обеспечивает более высокую термостойкость, фиэиТаблица 1

Компонент

Содержание в композиции, мас.В

10 15 20 25 - — 25. 25 25 25 30 35 40 45

2 5

P-2/ iV МХЛ

И-2-53/

Олеиновая кислота

0,5 1 1,5 2 2 2 2 2 2 2 2 2,5 3 5

Жидкое стекло

/ГОСТ 13079-67/ по сухому остатку

8 7

20 15 12 10 10 10 10 10 10 10 8 7,5 5 3

Полиэтилен

/ГОСТ 16838 70/

4 3 2 1

7,5 6 5 4 4 4 4 4 4 4

Оксалат металла: меди 15

12 11 10 10 10

3 серебра

Формиат металла1 меди

10 серебра

Сухая смазка: графит

Э

47 51 50,5 49 49 49 - — — 19 48 45 44 43 окись кадмия

49 - — 10 дисульфид молибдена

49 — 10 фторопласт-4

/политетрафторэтилен/

40 10

Фенолформальдегидная смола марки лвс-1/гост .

901-71/

/ лвс-3/гост

901-78/ ко-механические н антифрикционные характеристики покрытия.

Материал может применяться и для изготовления изделий антифрикционрого назначения. В этом случае после сушки и измельчения пресс-порошок подвергают горячему прессованию при

160-180 С и выдержке под давлением

100-120 МПа в течение 1 мин, на 1мм ,толщины иэделия.

1054381

Таблица 2

Композиция

Характеристики

Известная(31

Адгезионная прочность на отрыв к стали 45, кгс/см2

Адгеэионная прочность на отрыв к стали 45 после 10 ч кипячения в во- . де, кгс/см 2

Разрушающее напряжение при сжатии, кгс/см

0 5-1,8 Продолжение табл 2

Характеристики

КОМПОзиция

Адгезионная прочность на отрыв к стал 45, кгс/см

Адгезионная прочность на от" рыв к стали 45 после 10 ч кипячения в воде, кгс/см

Разрушающее напряжение при сжатии, кгс/см 2

24002500

24002500

2400- 23502500 2450

23502450

2300- 20002450 2100

0,10 0,11

0,09

0,09

0,09 0,09 0,09

0,4 0,6

0,4 0,35 0,4

350, 350 350

0,4

0,3

350

350

350 340 нИИИПИ Заказ 9032/31 Тираж 494 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,ул.Проектная,4

Коэффициент трения

Интенсивность изнашивания 10 8)

Термостойкость, 0С

Коэффициент трения

Интенсивность изнашивания (1 0 )

Термостойкость, еС

Предлагаемая

1 (I I 1 I

1 2 3 4 5 6 7

21-25 30-31 30-31 30-31 32-34 32-34 32-34

18-19 30-31 30-31 30-31 32-33 32-33 32-33

1000-2050 2400- 2500- 2500- 2500- 2450- 2450- 24502450 2600 2600 2600 2500 2500 2500

0,12-0,16 Ор12 0,10 0,10 0,09 0,09 0,09 0,09

0,5 0,4 0„35 0,3 0,3 0,35 0,3

280-315 320 350 350 350 350 350 350 ю

Предлагаемая

I 1 I I I

8 9 10 11 12 13 14

32-34 31-33 31"33 31""31 31-31 30-31 25-27

31-32 31-32 31"32 31-32 30-31 30-31 23-24