Антифрикционный самосмазывающий материал

 

Изобретение относится к твердым антифрикционным самосмазывающим материалам. Материал содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: кокс - 10 - 20; дисульфид молибдена - 5 - 10; эпоксидная диановая смола - 5 - 10 и графит - до 100. Материал имеет низкий коэффициент трения (0,055 - 0,083) и высокую прочность на изгиб (0,32 - 0,51 МПа).

Изобретение относится к антифрикционным самосмазывающим материалам, которые могут быть использованы в области машиностроения, станкостроения, в качестве твердых смазок в тяжелонагруженных узлах трения, предпочтительно для смазывания реборд крановых колес, колес железнодорожного транспорта и т. д.

Известен антифрикционный самосмазывающий материал, содержащий угольный порошок, эпоксидную смолу, полиалюмофенилсилоксановую смолу и сухое смазочное вещество / Патент Франции N 2146910, С 10 М 7/00, 1973/. Коэффициент трения такого материала свыше 0,15 и прочность на изгиб менее 0,1 Па.

Известен смазывающая композиция, содержащая дисульфид молибдена, кокс каменноугольного пека, кокс фурановой смолы и графитированный нефтяной кокс /Авторское свидетельство СССР N 954416, С 10 М 125/02, 1982/. Известная композиция предназначена для использования в осушенных газовых средах и в вакууме при повышенных температурах.

Известен антифрикционный материал, содержащий дисульфид молибдена, коллоидный графит, усы карбида кремния и эпоксифенольный лак /Патент РФ N 2017800 C1, C 10 M 169/04, 1994/. Известная композиция имеет коэффициент трения 0,12-0,14 и используется для нанесения защитных покрытий методом распыления или окунания в тяжелонагруженных парах трения.

Известен смазочный материал, содержащий графит, алюмосиликаты, стеарин, полиэтиленовый воск, полиэтиленполиамины и эпоксидно-диановую смолу / Патент РФ N 2000315 C, C 10 M 169/04, 1993/, однако он также имеет высокий коэффициент трения.

Наиболее близким по составу к заявляемому антифрикционному самосмазывающему материалу является антифрикационная композиция /Авторское свидетельство СССР N 1177321 A, C 09 D 3/58, 1985/, содержая компоненты при следующем соотношении, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола - 100 Дисульфид молибдена - 9 - 11 Графит скрытокристаллический - 28 - 32 Каолин - 75 - 85 Моноцианэтилдиэтилентриамин - 21,5 - 24 Известный материал имеет достаточно низкий коэффициент трения, равный 0,09, однако наличие в составе материала высокого содержания эпоксидной смолы делает его малопригодным для использования в тяжелонагруженных узлах трения.

Технической задачей изобретения является создание нового твердого антифрикционного самосмазывающего материала с низким коэффициентом трения и высоким пределом прочности при изгибе.

Поставленная задача достигается тем, что антифрикционный самосмазывающий материал содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: Кокс - 10 - 20 Дисульфид молибдена - 5 - 10 Эпоксидная диановая смола - 5 - 10
Графит - до 100
Использование заявленной совокупности существенных признаков снижает коэффициент трения до 0,055 - 0,083 и повышает предел прочности напряжения изгиба до 0,32 - 0,51 МПа, что значительно превышает указанные характеристики для известных материалов.

Исходные компоненты, входящие в состав материала, используют, как правило, следующих марок: дисульфид молибдена ТУ 48-19-133-75 либо ДМ-1 ТУ 48-19-133-85; порошок кокса по ТУ 3213-91, используемый для получения угольно-графитовых изделий; графит ЭУТ-11 по ГОСТ 10274-79, используемый в порошковой металлургии; эпоксидная диановая смола в порошке, согласно ТУ 6-10-1890-83 с изменениями 1, 2 и 3, выпускаемая Ярославским ОАО "Лакокраска", используемая как связующее фасадных красок.

Ниже представлены составы заявляемого материала и технология их получения.

Пример 1. 5 г (5 мас.%) дисульфида молибдена, 10 г (10 мас.%) кокса, 5 г (5 мас.%) порошка эпоксидной смолы и 80 г (80 мас.%) графита ЭУТ-11 помещают в смеситель и перемешивают смесь в течение 1,0-1,5 ч. Полученную смесь прессуют в стальных пресс-формах под давлением 1,0-1,5 т/см², получая заготовку с размерами и конфигурацией соответствующими прессформе. Заготовку затем спекают в печи при 180-220^oC (температура полимеризации эпоксидной смолы).

Пример 2. 7,5 г (7,5 мас.%) дисульфида молибдена, 15 г (15 мас.%) кокса, 7,5 г (7,5 мас.%) порошка эпоксидной смолы и 70 г (70 мас.%) графита перемешивают в смесителе в течение 1-1,5 ч. Из смеси под давлением прессуют заготовки, которые спекают на воздухе при температуре не выше 220^oC.

Пример 3. 10 г (10 мас.%) дисульфида молибдена, 20 г (20 мас.%) кокса, 10 г (10 мас.%) порошка эпоксидной смолы и 60 г (60 мас.%) графита смешивают и прессуют в готовое изделие, как в примере 1.

Образцы заготовок, изготовленные по примерам были испытаны на серийной машине трения 2070 СМТ-1 по общепринятой методике для оценки антифрикционных свойств. Условия испытаний: пара трения "диск-колода", при этом материал колодки, согласно примерам, материал диска-чугун СЧ 18. Режим трения: скорость скольжения - 0,5 м/с, удельная нагрузка - 1,0 МПа.

Из смесей согласно заявляемому составу материала были изготовлены прямоугольные стержни с размерами 150х15х15 мм, на которых определяли напряжение изгиба при консольном нагружении.

Результаты испытания показали следующее: для примера 1 коэффициент трения 0,055, прочность материала на изгиб составляет 0,32 МПа; для примера 2 и 3 указанные характеристики, соответственно, 0,072 и 0,083 для коэффициента трения, 0,46 и 0,51 МПа для напряжения на изгиб.

Из смесей заявляемого состава была изготовлена партия смазочных карандашей размерами 150х15х15 мм, которые были отданы на испытания для смазки реборд колес кранов для разливки стали на металлургическом комбинате (г. Нижний Тагил). Благодаря высокой прочности материала карандашей на изгиб, поломок смазочных карандашей не наблюдалось. Низкий коэффициент трения материала карандашей позволил значительно снизить износ реборд колес крана, что позволяет получить значительный экономический эффект за счет уменьшения числа разборок и сборок колес и их замены.

Формула изобретения

Антифрикционный самосмазывающий материал, содержащий дисульфид молибдена, эпоксидную диановую смолу и графит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кокс при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кокс - 10 - 20
Дисульфид молибдена - 5 - 10
Эпоксидная диановая смола - 5 - 10
Графит - До 100