Антифрикционная композиция на основе политетрафторэтилена и наполнителя

 

278 09

ОПЙ САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сс!о9 COBBCBIIHl

Социалистических

Реслуслик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 39b, 22i06

Заявлено 06.XI.1967 (№ 1196120 23-5) с присоединением заявки №

Комитет ао делам иаобретений и открытиЧ ори Совете Министров

СССР

N1IK С 08f 45/04

УДК 678 743 41 046 .36(088.8) Приоритет

Опубликовано 05.Ъ|1 1970. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 8.Х.1970

Автор изобретения

А. И. Литвинов

Специальное конструкторско-техническое бюро на заводе

«Харпластмасс»

Заявитель

АНТИФРИКЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ

ПОЛИТЕТРАФТОР тТИЛЕНА И НАПОЛНИТЕЛЯ

Известна аптифрикционная композиция на основе политетрафторэтилена и стекловолокна.

С целью повышения износостойкости антифрикциопной композиции в нее в качестве наполнителя введен кремнекпслый натрий в количестве 5- — б вес. jo.

Предлагаемая антифрикционная композиция предназначена для изготовления деталеи, работающих в условиях сухого и граничного трения, она может быть применена для изготовления поршневых колец компрессоров, работающих без смазки поршневой группы, подшипников скольжения для получения тонкослойных покрытий вкладышей, втулок и т. д.

В результате применения предлагаемой композиции для изготовления деталей и покрытий, работающих на трение, увели|и!вается их долговечность, до1!ускаемые нагрузки, скорость скольжения и температура работы.

В ряде случаев возможно значительное упрощение конструкции узлов машин благодаря исключению циркуляционной смазки или смазки вообще.

Физическая характеристика исходных материалов: фторопласт-4 — рыхлый белый порошок, легко комкуется, слабосыпучий, удельный вес

0,4 — 0,5 г/сита; кремнекислый натрий (N ах%Ох), применяется в виде укидкого стекла (МааЯОа 9И О); сульфонат-А — — аморфное очень вязкое вещество. Сульфопат-А является смачивателем, помога10щим Осаждению кремнекислого натрия на частицах фторопласта-4 прп пзготов5 лепин композиции (при спеканип изделий разлагается).

Приготовление антпфрикционной композиции включает следующие операции, 1) Размол комков и просеивание порошка

10 фторопласта-4. Зтп процессы осуществляют на устройстве, в котором размалывают образующиеся при хранении комки, и порошок просеивают через сетку с ячейками размером

0,5X0,5 .т! 11.

15 2) Осажденпе паполнптеля на частицы фторопласта-4. В требуемых пропорциях смешивают кремнекислый натрий в виде раствора в воде (жидкое стекло), воду, смачпватель и фторопласт-4. Смесь размешивают до полного

20 растворения кремнекислого натрия и смачивают, после чего она поступает в смеситсль типа коллоидной мельницы, где проходит сквозь зазор между подвижным и неподвижным конусами. При этом происходит дпспер25 гпрованпе частиц фторопласта-4 и раствор проникает внутрь неразмолотых частиц. Кремнекислый натрий с помощью смачпвателя осаждается на частицах фторопласта-4 и внугр»»In, образуя пленки. Толщина пленок за30 висит от концентрации паполнителя в рас278109

40

Составитель А, Кулакова

Редактор Л. K. Ушакова Техрсд Л. Я. Левина Корректор А. И. Зимина

Заказ 2790/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, лК-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 творе и определяет процентный состав материала.

Эта операция противоположна операции смешения при наполнении фторопласта-4 порошками и волокнами веществ, где фторопласт-4 обволакивает частицы наполнителя.

3) Осаждение композиции из смеси. После смесителя смесь отстаивают для осаждения частиц фторопласта, покрытых пленкой наполнителя. Оставшийся раствор сливают.

4) Сушка. Ведут в любом сушильном оборудовании при периодическом или непрерывном перемешивании. Режим сушки: температура 120 С, продолжительность — в зависимости от типа сушилки. На этой операции происходит увеличение толщины пленки кремнекислого натрия на частицах фторопласта-4 и внутри них за счет выделения его из оставшегося в композиции раствора. Вода из композиции при сушке испаряется.

5) Размол комков и просеивание порошка готовой композиции. Размол и просеивание аналогичны размолу комков и просеивани о порошка фторопласта-4. Окружная скорость крыльчатки 30 л /сек, размер ячеек сетки

0,5Х0,5 люм.

Антифрикционную композицию получают в виде порошка, который упаковывают в тару.

Переработка полученной композиции включает следующие операции:

1) Размол комков и просеивание порошка, если необходимо из-за комкования при хранении.

2) Прессование заготовок, Аналогично прессованию изделий из чистого фторопласта-4, требования и режимы те же: скорость прессования 1 — 2 мм/сек, удельное давление прессования 500 кг/см- .

3) Спекание заготовок. Аналогично спеканию заготовок из чистого фторопласта-4, но оно проводится только в приспособлениях, зажимающих заготовку в направлении прессования, либо в форме. Спекание заготовок толщиной более 3 м и производится в печах с циркуляцией горячего воздуха для обеспечения одинаковой температуры по поверхности заготовки. Режим: температура спекания

370т-5 С, скорость подъема температуры

75 С в 1 час, скорость охлаждения 75 — 100 С в 1 час, выдержка при температуре 370 C

20 мин/лы.

При нагревании пленки кремнекислого натрия плавятся (температура плавления определяется количеством присоединенной воды, оставшейся после сушки) и спекаются одна с другой. Одновременно частицы фторопласта-4 также спекаются между собой и молекулы его проникают в размягченные пленки кремнекислого натрия, прочно связывая между собой частицы фторопласта-4 и пленки кремнием натрия.

При выдержке кремнекислый натрий теряет

5 присоединенную воду и его пленки отверждаются, завершается спекание частиц фторопласта-4. Образуется керамика из кремнекислого натрия и фторопласта-4, связанных между собой.

10 Структура композиции в изделиях напоминает керамику.

Кремнекислый натрий образует тонкостен ные ячейки, спеченные одна с другой, причем частицы фторопласта-4, находящиеся в этих

15 ячейках, также спекаются одна с другой вследствие повреждения стенок ячеек при прессовании и их малой толщины. а) Содержание компонентов в сухой комПОЗИЦИИ (В p ):

20 Фторо пласт-4 95 — 94

1 ремнекислый натрий 5 — 6 б) Дозировка компочентов при смешивании (в вес. ч.):

Фторопласт-4 100

25 жидкое стекло 120

Сульфонат-А 1

Вода 500

Свойства материала, полученного на основе описываемой композиции, в большой степени

30 зависят от дисперсности частиц фторопласта-4.

Механические свойства композиции:

Удельная ударная вязкость, кг сл/ем2

35 Предел прочности, кг/ем- : на изгиб 400 при сжатии 500 при растяжении 150

Относительное удлинение, о/о: при сжатии 60 при растяжении 80

МодуJIb упругости, кг/см- : при сжатии (до 60 кг/ела- ) 0,5 10 при растяжении (до 50 кг/сма) 0,5 10

45 Линейный износ при нагрузке

25 кг/еме, скорости 3,7 и, сек, температуре 200 С, без смазки, км/км 0,98 ° 10

50 Предмет изобретения

1. Антифрикционная композиция на основе политетрафторэтилена и наполнителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости, в композицию введен кремнекис55 лый натрий.

2. Антифрикцис иная композиция по п. 1, отлича/ощаяся тем, что кремнекислый натрий введен в количестве 5 — 6 вес. %.