Антифрикционная композиция

 

Использование: изготовление подшипников скольжения. Сущность изобретения: антифрикционная композиция содержит, %: эпоксидно-диановая смола 38-45; углеродный порошок 35-45; дибутилфталат 3,2- 4,0; полиэтиленполиамин 3,8-4,0; бутилцеллозольв 2,0-5,0 и порошковый преобразователь ржавчины лигниновый, модифицированный дисульфидом молибдена, при их массовом соотношении 2:1 5-10. Физикомеханические свойства антифрикционного материала: плотность 2200-2300 кг/м3, твердость НВ (по Бринеллю) 40-41 МПа, коэффициент трения со смазкой - не более 0,008, коэффициент трения в водной среде 0,05-0,06, коэффициент трения без смазки - не более 0,12, разрушающее напряжение на сжатие 220-250 МПа, 7 табл.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (госпАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3,2-4,0 (21) 4906995/05 (22) 02.01.91 (46) 30.04.93. Бюл. № 16 (75) Ю.Н,Форостяи, Б.Г.Козленко и В.А.Ерофеев (56) Справочник. Полймеры в узлах трения машин и приборов. M.: Машиностроение, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 635112, кл. С 08 (63/08, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1634677, кл. С 08 Н 5/02; 1987. (54) АНТИФРИКЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Использование: изготовление подшипников скольжения. Сущность изобретения;

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам скольжения, используемым в узлах, испытывающих большие давления и ограниченную смазку..

Целью изобретения является увеличение прочности на сжатие материала из данной композиции, снижение коэффициента трения и предотвращение схватывания и разрушения узла трения в режиме ограниченной смазки или сухого трения.

Для достижения укаэанной цели в известный антифрикционный материал. в состав которого входит антифрикционный наполнитель — бронзовая стружка, согласно изобретению в качестве антифрикционного . компонента используют порошковый модификатор ржавчины лигниновый(ППР), модифицированный дисульфидом молибдена, при следующем соотношении компонентов, мас. :

„„ДЦ„„1812189 Al (я)s С 08 J 5/16, С 08 (63/02, С 08 К 13/06// (С 08 К 13/06, 3:04, 5:06, 5;12, 5:17, 9:02) антифрикционная композиция содержит, : эпоксидно-диановая смола 38-45; углеродный порошок 35 — 45; дибутилфталат 3,24,0; полиэтиленполиамин 3,8 — 4,0; бутилцеллозольв 2,0 — 5,0 и порошковый преобразователь ржавчины лигниновый, модифицированный дисульфидом молибдена, при их массовом соотношении 2:1 5-10. Физикомеханические свойства антифрикционного материала: плотность 2200 — 2300 кг/м, 3 твердость НВ (по Бринеллю) 40 — 41 МПа, коэффициент трения со смазкой — не более

0,008, коэффициент трения в водной среде

0,05 — 0,06, коэффициент трения беэ смазки— не более 0,12, разрушающее напряжение на сжатие 220-250 МПа, 7 табл.

Эпоксидная смола ЭД-5 (или ЭД-6)

ГОСТ 10587-63 38 — 45

Дибутилфталат (ДБФ)

ГОСТ 8727-66

Углеродный порошок

TY 48-01-69-71 35-45

Порошковый модификатор ржавчины лигниновый (ППР)

ТУ 20,70.965 — 5-88, модифицированный дисуль фидом молибдена 5 — 10

Полиэтилен пол иамин (П Э ПА)

ТУ 6.02-594-85 3,8-4,0

Бутилцеллозольв

ТУ 6-01-646-77 2 — 5

Модифицирование порошкового модификатора ржавчины лигнинового (ППР) дисульфидом молибдена осуществлялось при соотношении основных компонентов 2:1 по известному технологическому п роцессу, 1812189

Дисульфид молибдена готовят в виде водного раствора в присутствии 2 NaOH в условиях автоклава. Соотношение порошковый преобразователь ржавчины лигниновый:дисульфид молибдена 2:1 дает концентрацию раствора не более 20 .

Условия проведения реакции (модификации) с дисульфидом молибдена при гидромодуле 1:10 (водный раствор 2 NaOH) приведены в табл.1. 10

Аналитические результаты исследования лигнина — гидролизного (ППР), модифицированного дисульфидом молибдена, приведены в табл.2.

8 дальнейшем антифрикционный со- 15 став называют АФСЛ-7.

В смолу, разогретую на водяной бане до температуры 70 С. вводят пластификатор (ДБФ) и тщательно перемешивают. Затем в смесь вводят 50 углеродного порошка и 20 перемешивают, При достижении температуры 30-400С вводят модифицированный дисульфидом молибдена модификатор ржавчины лигниновый (ППР) и тщательно перетирают. Для уменьшения вязкости в 25 смесь вводят бутилцеллозольв. После перетира и достижения температуры смеси 18—

20 С а нее вводится отвердитель (ПЭПА) и оставшееся количество углеродного порошка, Смесь тщательно перемешивает- 30 ся до полного смачивания . частиц связующим и получения однородной массы.

В результате образуется антифрикционный состав АФСЛ-7. Живучесть, то есть время возможного применения готовой компоэи- 35 ции с момента ввода отвердителя (ПЭПА)—

40-45 мин, В табл.3 приведена рецептура антифрикцианного состава.

Антифрикционный состав АФСЛ-7 как 40 товарный полуфабрикатный продукт должен соответствовать следующим требованиям (композиционный материал), Внешний вид Пастообразная масса че ного вета

Ц

Плотность, кг/м 1980-2020

Условная вязкость по

ГОСТ 8420-74, сек 210-220

Физико-механические свойства изде- 50 лий из композиций на основе АФСЛ-7

Плотность, кгl мз 2200 — 2300

Твердость НВ (по Бриннеллю), МПа 40-41

Коэффициент трения со 55 смазкой, не более . 0,008

Коэффициент трения в . водной среде 0,05-0,06

Коэффициент трения без смазки не более 0,12

Разрушающее напряжение на сжатие, М Па 220,0-250,0

Работа при удельных нагрузках, Мн/м г

2 — 3

Подготовленную композицию АСФЛ-7 вводят в прессформу, предварительно уплотняя шпателем и трамбовкой. Заполненная и уплотненная композицией прессформа закрывается крышкой, ставится под пресс и выдерживается при температуре

60-70 С.

Через 16 — 18 ч форма разбирается. Готовое иэделие выдерживается при температуре 90 — 100 С 20-24 ч и далее может устанавливаться для эксплуатации без дополнительной обработки. Внутренняя поверхность корпуса прессформы изделия.

Футеруемая антифрикционной композицией, подготавливается с чистотой обработки Ra « 0,63 мкм, При установке втулок, во избежание сколов, удары не применять.

Подшипниковые изделия из антифрикционного материала подвергали комплексному испытанию на трение, износ, твердость и прочность на сжатие по ГОСТ

25.503.80, ГОСТ 23.273,78 и ГОСТ 23.002-78, ГОСТ 1497 — 84.

Трение и износ проверяли на цилиндрических образцах диаметром 25-30 мм и высотой 30-40 мм, прочность и твердость на прямоугольных образцах с торцевой стороной 25 — 30 мм и длиной 30 — 40 мм.

Твердость по Бринеллю проверяли при общей нагрузке 250 кг и диаметре шарика

10 мм, В качестве смазочного материала испольэовали масло веретенное, глицерин технический ГОСТ 3164-78.

Для испытаний на трение. износ, твердость и прочность готовили по три образца из экспериментальных составов 1 (мин); 2

{опт.); 3 {макс), прототипа и контрольного состава Аман-24.

Образцы сравнения из состава "Аман24" готовились в соответствии с технологической инструкцией на приготовление изделий на основе составов "Аман-24", Состав композиции и результаты испытаний сведены в табл.4.

Условия и результаты испытаний в режимах смазки, полусухого и сухого трения приведены, соответственно, в табл,5, 6, 7.

Образцы 1 — 3 (мин), 4-6 (опт.), 7-9 (макс,), 10-12 (прототип),. 13-15 (Аман-24).

Из приведенных примеров следует, что предложенный антифрикционный состав на основе лигнина, модифицированного дисульфидом молибдена, обладает более высокими физико-механическими свойствами, 1812189

5 — 10

Таблица 1

Таблица 2

Аналитические результаты исследования лигнина-гидролизного (ППР), модифицированного дисульфидом молибдена

П р и м е ч а н и е: состав лигнин — гидролизный (ППР), модифицированный дисульфидом Мо для трибоиспытаний взят иэ табл. 1 под номером 9, чем известные аналогичные материалы.

Антифрикционные иэделия, имеющие в основе эпоксидную смолу. графит и модифицированный лигнин, имеют высокую износостойкость при увеличенных удельных нагрузках и ограниченной смазке.

Несложная технология изготовления, дешевизна и доступность основного компонента — лигнина (крупнотоннажные промышленные отходы гидролизных производств) позволяют организовать широкое и массовое изготовление иэделий, работающих при больших удельных давлениях и ограниченной смазке.

Ф о р мул а изобретения

Антифрикционная композиция на основе эпоксидно-диановой смолы, включаю щая углеродный порошок, дибутилфталат и полиэтиленполиамин, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности на сжатие материала из данной композиции. снижения коэффициента трения и предотвращения схватывания и разрушения узла трения в режиме ограниченной смазки или сухого трения, композиция дополнительно

5 содержит бутилцеллозольв и порошковый преобразователь ржавчины лигниновый, модифицированный дисульфидом молибдена, при их массовом соотношении 2;1, при следующем соотношении ингредиентов

10 композиции, мас.7;:

Эпоксдно-диановая смола 38 — 45

Углеродный порошок 35-45

Дибутилфталат 3,2-4,0

Полизтиленполиамин 3,8-4,0

15 Бутилцеллозольв 2,0-5,0

Порошковый преобразователь ржавчины лигниновый, модифицированный дисульфидом молибдена, 20 при их массовом соотноШении 2:1

1812189

Таблица 3

Таблица 4

Па амет ы испытаний

Состав. мас

Опыт

Козффи- Разциент руш. натрения пряжеез смаз- HN8 k8 ки сжатие, z

ППР мо- ПЭПА диф.

Плотность., кг/м

Работа при уд. нагруз., Вл Н/м2

Твердость, HB .

Бутилцелловольв коэффициент трения со смазкой

Углеродный порошок

Дибутилфталат . (ДБФ) Эпоксидная смола

ЭД-6 кг/см

2208

2393

2496

2498

800

1

2

2

3

1.5

3,8

3.8

3,8

3,9 . 3,9

3,9

4,0

4,0

4,0

2183

2181

2206

2289

2293

1400

0.1

0,1

0.1

0,11

0,11

0,11

0,12

0,12

0,12

0,16

5,0

5,0

5,0

3,5

3,5

3,5

2,0

2,0

2,0

37

38

37

41

41

41

0,003

0,003

0,003

0,004

0,003

0,003

0,008

0,007

0,007

0,018

5

7.5

7,5

7,5

1О

3,2

3.2

3.2

3,6

3,6

3.6

4,0

4.0

4,0

2

3 а

7

9 10

800

1410

0,15

0,018

1,8

0.16

800

0,017

1400

1,7

900

0.13

0.13

0,13

0.008

0,008

0,008 °

О,Я

1.1

1,5

3208

3200

28

32

33 (аналог) (аналог) аналог

13

14

Таблица 5

Образец

Нагрузка, О, МПа

Коэффициент тренин

Износ, г ч 10

Число часов работы, ч колодка ролик

П р и м е ч а н и е. Смазка: глицерин технический ГОСТ 3164 -78

Ролик; сталь 40 х 45 48 HR С. V = 0,3 м/с

38

38

38

41,5

41.5

41,5

Прототип

ПротоПрототип

Аман-24

Аман-24

Аман-24

2

4

6

8

10 Изн.

11 Изн.

12 Изв.

13 Ана14 по15

3,0

7,0

10,0

3,0

7,0

10,0

3,0

7,0

10,0

3,0

7,0

10.0

3,0

7,0

10.0

0,003

0,009

0,009

0,003

0,004

0,009

0,007

0,008

0,008

0,017

0,017

0,018

0,008

0,009

0,011

1,0

1,2

1,1

0,6

0.8

1,1

0,4

0,5

0.7

1,2

1,7

1,7

0,6

0.8

0,8

0,2

0,4

0,6

НРт

0,5

0,5 нет нет

0.2

0,8

1,4

2.0 нет

0,4

0,8

1812189

Таблица 6

Число часов работы,ч

Износ, г ч 10

Образец

Нагрузка, Q, МПа

Коэффициент трения ролик колодка

П р и м е ч а н и е. Смазка: масло веретенное

Ролик: сталь 40 х 42 48 HR С. V = 0,3 м/с

Таблица 7

П р и м е ч а н и е. Ролик: сталь 40 х 45 48 HR С. V = 0,3 м!с

Составитель Ю. Феростян

Техред М.Моргентал Корректор М, Ткач

Редактор

Заказ 1558 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

10 Изв.

11 Изв.

12 Изв.

13 Ана14 ло15 ги

2,7

5,0

7,5

2,7

5,0

7,5

2,7

5,0

7,5

2,7

5,0

7,5

2,7

5,0

7,5

0,016

0,036

0,070

0,018

0,044

0,044

0,022

0,05&

0,070

0,12

0,22

0,34

0,018

0.058

0,076

1,2

0.6

0,4

1,6

1,8

1.6

0,2

0,2

0,2

0,2

0,8

1,4

1,2

0,4

0,2 нет

0,2

0,8 нет

0,2

0,4 нет

0,4

0,8

2,0

28

3,4 нет

1,4

0,8