Способ получения антифрикционных металлополимерных изделий

 

Изобретение относится к металлополимерным антифрикционным материалам и изделиям и может быть использовано при создании высоконагруженных подшипниковых опор скольжения. Способ включает операцию нанесения тканого каркаса, состоящего из наружного слоя нитей политетрафторэтилена, переплетенных с внутренним слоем высокопрочных органических волокон. Тканый каркас предварительно пропитывают термореактивным связующим, состоящим из смоляной части продукта взаимодействия эпоксидной диановой смолы, бензгуамина, ε-капролактама и фенолоформальдегидного новолака, отверждаемого ароматическим амином. После чего полученный таким образом препрег наформовывают на нагретую металлическую поверхность при температуре от 80 до 200^oС. Технический результат - получение антифрикционного металлополимерного изделия с высокой теплостойкостью антифрикционного слоя. 2 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области производства металлополимерных антифрикционных материалов и изделий и может быть использовано при создании высоконагруженных подшипниковых опор скольжения и др. целей.

Известен способ получения поверхности скольжения пары трения путем нанесения на нагретую металлическую оплетку термопластичного антифрикционного материала и получения металлополимерных изделий [1] . Недостатком этого способа является низкая прочность и теплостойкость термопластичного антифрикционного слоя и невысокие эксплуатационные характеристики изделия.

Ближайшим прототипом заявляемого технического решения является антифрикционное изделие и способ его получения, включающий нанесения тканого каркаса, состоящего из наружного (рабочего) слоя из политетрафторэтиленовых нитей и внутреннего из органических волокон [2] . Недостатком этого способа получения является то, что тканый каркас находится на основании из литьевого высокопрочного пластика (т. е. термопласта), который по прочности и термостойкости несомненно уступает металлической опоре.

Кроме того, сам тканый каркас без полимерной пропитки также имеет ограниченную прочность.

Целью настоящего изобретения является получение антифрикционного металлополимерного изделия с высокой теплостойкостью антифрикционного слоя, обладающего высокими прочностными показателями (на уровне цветных металлов), антифрикционными свойствами, характерными для политетрафторэтилена (фторопласта-4) с использованием механизированных процессов. Указанная цель достигается тем, что тканый каркас предварительно пропитывают эпоксидным связующим на стандартной пропиточной машине, причем наработанный пропитанный каркас может храниться в обычных условиях сроком до 1 года, а затем на нагретую металлическую поверхность при температуре от 60 до 180^oС (в зависимости от вида ароматического амина - отвердителя в применяемом связующем) в течение 3-15 мин его наформовывают. При этом происходит образование высокопрочного органопластика и одновременное приклеивание его к металлу с высокой величиной адгезии, характерной для эпоксидных систем.

Пример 1 А. Получение пропитанного тканого каркаса (препрега) В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой, загружают 63 вес. ч. эпоксидной диановой смолы марки ЭД-16 (А) с М. М. = 550 и содержанием эпоксидных групп 17% и подогревают ее до температуры 110^oС, затем постепенно при перемешивании добавляют измельченный фенолоформальдегидный новолак марки СФ-010 (Г) в количестве 21 вес. ч. и через 25 минут после полного растворения новолака добавляют 6 вес. ч. бензгуанамина (хим. название - 2,4диамино-6фенил-1,3,5триазин) (Б) и 10 вес. ч.ε-капролактана (В) (т. е. среднее соотношение А: Б: В: Г 63: 6: 10: 21 и снижаем температуру массы до 80^oС.

Получают твердый продукт со следующими характеристиками: Температура каплепадения Уббелоде, ^oС - 60 Содержание эпоксидных групп, % - 9 Молекулярная масса (М. М. ) - 900 Полученный продукт (предконденсат) измельчают, растворяют в ацетоне, добавляют к нему растворенный в ацетоне отвердитель - 4,4'диаминодифенилсульфон в количестве 25 вес. ч. на 100 вес. ч. предконденсата в пересчете на сухие продукты. Затем раствором связующего на пропиточной машине пропитывают 455 вес. ч. полиамидной ткани, полученной на основе высокомодульного волокна марки СВМ. Высушенный в прокатмашине препрег сворачивают в рулоны.

В. Получение металлополимерных изделий Препрег, разрезанный на листы заданного размера, прикладывают к разогретому листу металла и прижимают плитой пресса или грузом, создавая удельное давление 3 кг/см². Через 5 мин металлический лист с наформованным препрегом может подвергаться штамповке в изделие заданной формы.

Примеры 2-7 Осуществляют аналогично примеру 1, но по параметрам таблицы 1.

Свойства металлополимерных изделий приведены в таблице 2.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 271951, БИ 13, 1970.

2. Патент SU 1808051 А3, БИ 13, 1993.

Формула изобретения

1. Способ получения антифрикционных металлополимерных изделий, включающий операцию нанесения тканого каркаса, состоящего из наружного слоя нитей политетрафторэтилена, переплетенных с внутренним слоем высокопрочных органических волокон, отличающийся тем, что тканый каркас предварительно пропитывают термореактивным связующим, состоящим из смоляной части продукта взаимодействия эпоксидной диановой смолы (А), бензгуамина (Б), ε-капролактама (В) и фенолоформальдегидного новолака (Г) в соотношении А: Б: В: Г от 40: 10: 15: 35 до 81: 3: 8: 8, отверждаемого ароматическим амином, после чего полученный таким образом препрег наформовывают на нагретую металлическую поверхность при температуре от 80 до 200^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в составе тканого каркаса внутренний слой выполнен из полиамидных высокомодульных нитей.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на 100 вес. ч. смоляной части берут 10-40 вес. ч. отвердителя - ароматического амина и 110-800 вес. ч. тканого каркаса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2