Антифрикционный композиционный полимерный материал


 


Владельцы патента RU 2524958:

Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (RU)

Изобретение относится к области производства антифрикционных композиционных полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении деталей узлов трения машин и агрегатов, в частности накладок на клинья гасителя колебаний тележки грузового вагона, устойчивых к фрикционным воздействиям, возникающим в процессе эксплуатации. Антифрикционный материал выполнен из композиции на основе полиоксиметилена. Композиции содержит полиоксиметилен, фенольное порошкообразное связующее СФП-012А1 и добавку в виде пятипроцентной смеси порошкообразного фторопласта Ф-4 в вазелиновом масле и дисульфида молибдена при соотношении в ней смеси и дисульфида молибдена 1:1. Антифрикционный материал по изобретению обладает маслостойкостью, атмосферостойкостью и износостойкостью, а также выдерживает эксплуатационные нагрузки, оказываемые на деталь без появления трещин и выкрашивания наполнителя с сохранением низкого коэффициента трения. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области производства антифрикционных композиционных полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении деталей узлов трения машин и агрегатов, в частности накладок на клинья гасителя колебаний тележки грузового вагона, устойчивых к фрикционным воздействиям, возникающим в процессе эксплуатации.

Известны различные конструкции тележек грузовых вагонов, в которых фрикционные клинья гасителей колебаний взаимодействуют с опорными наклонными поверхностями в проемах надрессорной балки через плоские упругие накладки, закрепленные на их опорных плоскостях (патент РФ №2275308, опубл. 2006 г.; патент РФ №67043, опубл. 2007 г.).

Используемые в известных конструкциях накладки изготавливаются из полиуретана.

Недостатком применяемых накладок является то, что используемый материал обладает низкой морозостойкостью, маслостойкостью и низкой атмосферостойкостью, что снижает ресурс работы таких деталей.

Известны композиционные материалы для изготовления элементов узлов трения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и неорганических наполнителей различной химической природы (Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности. И.Н.Андреева, Е.В. Веселовская, Е.И. Наливайко и др. - Л.: Химия, 1982. - 80 с.).

Однако эти материалы не обладают достаточной износостойкостью и характеризуются низкими прочностными характеристиками.

Известен полимерный композиционный материал на основе высокомолекулярного полиэтилена, который может быть использован для изготовления элементов узлов трения с повышенной несущей способностью (втулки для подшипников скольжения, сепараторы подшипников качения), уплотнительных элементов пар вращательного и возвратно-поступательного перемещения. Композиция содержит высокомолекулярный полиэтилен и неорганический наполнитель. Неорганический наполнитель представляет собой синтетическую шпинель кобальта или меди, активированную в планетарной мельнице в течение 1-2 мин (патент РФ №2296139, опубл. 2007 г.).

Эта композиция не обладает достаточными прочностными характеристиками для применения в клиньях гасителя колебаний тележки грузового вагона.

Известен полимерный материал, используемый для изготовления элементов узлов трения и состоящий из полиамида 6-блочного и модифицирующей ее углеродной добавки (патент РФ №2316571, публ. 2008 г.).

Однако это достаточно жесткий материал, поэтому изготовленные из него накладки локально разрушаются (крошатся) в местах контакта с металлическими опорными наклонными поверхностями, происходит также выкрашивание порошка углеродной добавки в процессе эксплуатации накладок.

Кроме того, эксплуатация накладок упругих клиньев гасителя колебаний в тележке грузового вагона показывает, что фрикционные воздействия с опорными наклонными поверхностями в проемах надрессорной балки имеют такой интенсивный характер, что приводят к выкрашиванию любого минерального наполнителя из конструкционного материала.

Задача изобретения - создание композиционного полимерного материала с повышенными физико-механическими характеристиками, позволяющими обеспечить отсутствие выкрашивания материала в процессе эксплуатации изготовленных из него деталей, что позволяет увеличить срок службы деталей.

Указанный технический результат достигается тем, что антифрикционный композиционный полимерный материал, выполненный из композиции на основе полиоксиметилена, содержащей полиоксиметилен, фенольное порошкообразное связующее СФП-012А1 и добавку в виде пятипроцентной смеси порошкообразного фторопласта Ф-4 в вазелиновом масле и дисульфида молибдена при соотношении в ней смеси и дисульфида молибдена 1:1, при следующем соотношении компонентов композиции, в мас.%:

полиоксиметилен 95
5% смесь порошкообразного фторопласта Ф-4
в вазелиновом масле 1
дисульфид молибдена 1
фенольное порошкообразное связующее СФП-012А1 3,

причем полиоксиметилен имеет показатель текучести расплава не менее 25 г/10 мин, который определяют при 90˚С и нагрузке 5 кг.

Добавки в полимерную основу вводят на лопастном смесителе с последующим пропусканием полученной смеси через гранулятор при режимах переработки полиоксиметилена.

В качестве фенольного порошкообразного связующего марки СФП-012А1 используют смесь твердой фенолоформальдегидной смолы и уротропина, полученную в процессе их одновременного механического измельчения.

Полученные гранулы композиционного полимерного материала далее используются для получения изделий методом литья под давлением.

Полиоксиметилен, взятый в качестве основы, имеет следующие физико-механические характеристики, приведенные в таблице 1:

Таблица 1
Характеристики Значение
Показатель текучести расплава, г/10 мин, не менее 25
Предел текучести, Н/мм2, не менее 60
Удлинение при пределе текучести, %, не менее 6
Модуль упругости при растяжении, Н/мм , не менее 2800
Окончание таблицы 1
Ударная вязкость по Шарпи для образцов без надреза при 23°С, МДж/мм2, не менее 80
Ударная вязкость по Шарпи для образцов без надреза при 4,5
(-30)°С, МДж/мм2, не менее
Теплостойкость по Вика, °С, не менее
110
Коэффициент трения по стали, не более 0,22
Износостойкость при трении по стали, µм/км, не более 3

Физико-механические характеристики предложенного материала приведены в таблице 2.

Таблица 2
Характеристика Значение
Плотность, г/см3 1,41-1,42
Водопоглощение при 23°С, % 0,3-0,4
Максимальная рабочая температура, °С 105
Минимальная рабочая температура, °С -60
Температура плавления, °С 178
Модуль упругости при растяжении, МПа 3100
Твердость по Бринеллю, МПа 165
Прочность при растяжении, МПа 63
Ударная прочность по Шарпи, кДж/м2 110
Коэффициент трения по стали 0,15-0,2
Износостойкость при трении по стали, µм 1 км 2

Использование предложенного композиционного полимерного материала с повышенными физико-механическими характеристиками обеспечивает увеличение срока службы детали, уменьшение времени цикла ее изготовления при использовании метода литья под давлением и снижение стоимости.

Накладка, выполненная из предложенного композиционного полимерного материала, выдерживает температуры эксплуатации от минус 60°С до плюс 105°С, при этом предложенный материал обладает маслостойкостью и атмосферостойкостью, износостойкостью, а также выдерживает эксплуатационный нагрузки, оказываемые на деталь без появления трещин и выкрашивания наполнителя с сохранением низкого коэффициента трения.

1. Антифрикционный композиционный полимерный материал, выполненный из композиции на основе полиоксиметилена, содержащей полиоксиметилен, фенольное порошкообразное связующее СФП-012А1 и добавку в виде пятипроцентной смеси порошкообразного фторопласта Ф-4 в вазелиновом масле и дисульфида молибдена при соотношении в ней смеси и дисульфида молибдена 1:1, при следующем соотношении компонентов композиции, в мас.%:

полиоксиметилен 95
5% смесь порошкообразного фторопласта Ф-4
в вазелиновом масле 1
дисульфид молибдена 1
фенольное порошкообразное связующее СФП-012А1 3,

причем полиоксиметилен имеет показатель текучести расплава не менее 25 г/10 мин.

2. Антифрикционный композиционный полимерный материал по п.1, отличающийся тем, что композиция на основе полиоксиметилена в виде гранул.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно термопластичным порошковым массам для изготовления металлических формованных изделий. .

Изобретение относится к водной дисперсии ассоциативного загустителя, применяемой для регулирования реологических характеристик при нанесении самых различных водных систем.
Изобретение относится к применению содержащих полистирол полимеризатов в качестве фильтровальных вспомогательных и стабилизирующих веществ для фильтрации и стабилизации водных жидкостей.

Изобретение относится к прессовочным материалам и может быть использовано в машиностроительной промышленности для изготовления изделий конструкционного и электротехнического назначения повышенной прочности, например для изготовления плит конструкционного назначения повышенной прочности, работающих при повышенных температурах.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе конструкционных термопластов, в частности на основе полиацеталей, предназначенных для изготовления изделий конструкционного и электрорадиотехнического назначения.

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам на основе термопластов, в частности на основе полиацеталей, предназначенных для изготовления изделий конструкционного, антифрикционного и электротехнического назначений.
Изобретение относится к композиционным полимерным материалам и способу их получения. Нанокомпозиционный полимерный материал получают путем совместной конденсации на подложке паров сульфидов металлов и дихлор-п-ксилилена, полученного пиролизом α,α'-дихлор-п-ксилола, в вакууме с образованием пленок полимерной пленки.

Изобретение относится к области полимерных строительных гидроизоляционных материалов, применяемых в производстве и ремонте кровли, герметиков и ремонтных материалов, используемых для гидроизоляционной защиты бетонных, кирпичных и т.п.

Изобретение относится к компаундам на основе термореактивных смол и может быть использовано для пропитки и герметизации конденсаторов, обмоток транзисторов, трансформаторов в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к машиностроительной промышленности, а именно к вибропоглощающим составам. Композиция содержит, мас.%: эпоксидную диановую смолу - 17,0-30,0; моноглицидиловый эфир бутилцеллозольва - 10,0-17,0; тальк - 22,0-40,0; графит - 2,0-6,0; порошок ферритовый стронциевый - 7,0-20,0; микрослюду - 5,0-12,0; инженерную глину на основе обогащенных бентонитов и сепиолитов - 2,5-9,5; отвердитель аминофенольный - 7,0-11,0.

Изобретение относится к получению металл-полимерных композиционных материалов, предназначенных для применения в радиотехнической аппаратуре в качестве радиопоглощающих и экранирующих материалов.
Изобретение относится к антифрикционному композиционному материалу на основе полимеров для создания узлов трения, работающих всухую. Композиционный материал состоит, мас.%: полиэтилен 277 - 50-55 и медный поликомплекс полиакриламида - 50-45.

Изобретение относится к радиопоглощающему материалу, содержащему полимерное связующее и наполнитель, состоящий из порошкообразного карбонильного железа. При этом в наполнитель введены дискретные углеродные волокна в соотношении, мас.%: дискретные углеродные волокна 40-10, порошкообразное карбонильное железо 60-90, при следующем соотношении компонентов, мас.%: связующее 85-15, наполнитель 15-85.
Изобретение относится к мембранной технологии, в частности к получению антибактериальных полимерных мембран, и может быть использовано для очистки воды и водных растворов в пищевой, фармацевтической отраслях промышленности, в медицине.

Изобретение относится к светопреобразующему укрывному материалу для теплиц и к композиции для получения такого материала и может применяться в сельском хозяйстве и растениеводстве для выращивания растений в защищенном грунте.
Изобретение относится к области клеевых композиций и может применяться для склеивания металлических изделий и устранения дефектов металлоконструкций. .
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к композиционному полимерному антифрикционному материалу на основе полиамида, используемому для изготовления изделий различного трибологического назначения, например подшипников скольжения, а также для изготовления изделий для тормозной системы рельсового пассажирского или грузового транспорта.
Наверх