Антифрикционная эпоксидная композиция
Сеюз Севетскых
Сецыавыстыческых
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) заявлено 30.03.76 (Я) 2342237/23-05 (Я) %. Кл.
С 08 Ь 63/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (53) УЛК 678 ° 686 (088. 8) Опубликовано 150479.Бюллетень № 14
Дата опубликования описания 1504.79 (72) Авторы изобретении
Институт механики металлополимерных систем
AH 8e c.c oH CCP (54) АН1 ИФРИКЦИОННАЯ ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
Недостатком этой композиции является сравнительно высокий коэффициент трения и низкая износостойкость, она не способна обеспечить стабильную
5 работу узла трения во время нарушения режима избирательного переноса в условиях повышенных температур в зоне трения ° При работе этой композиции в поверхностно-актинных жидких
И средах, например, в глицерине, в области температур 75-85 С происходит образование на поверхностях трений композиции и .контртела пленки чистой меди, наблюдаемой визуально. При этом
15 значительно повышается момент трения и наблюдается интенсивное диспергирование композиции, приводящее к ее быстрому разрушению. Аналогичное явление наблюдалось также при работе
РР пары трения медь-сталь .в среде глицерина.
Изобретение относится к области создания машиностроительных материалов и может быть использовано для производства антифрикционных материалов, работающих при повышенных температурах и значительных удельных нагрузках, а также обеспечивающих работу узла трения в режиме избирательного переноса.
Известна эпоксидная композиция, модифицированная фурфуролацетоновым мономером (мономер ФА), которая содержит в качестве наполнителей бронзовую пудру, салицилат меди, амальгаму медную и окись кадмия (1) . Осионным недостатком известной композиции янляется то, что амальгама медная, разлагаясь при высоких температурах, затрудняет применение известной композиции н открытых узлах трения. Кроме того, образующаяся жидкая пленка металлической ртути снижает поверхностную энергию контакКроме того, известна композиция антифрикционного назначения, содеряСащая эпоксидную смолу, аминный отвердитель, металлический порошок, неорганические соли сурьмы и графит в традиционных количествах (3) .
Использование известной композиции при трении в поверхностно-актин,ной среде приводит к выделению знатирующих материалов, что приводит к их интенсивному диспергированию.
Известна такЖе композиция на основе эпоксидно-фураноной смолы, содержащая в качестве наполнителя медный порошок и работающая в режиме избирательного переноса (21.
П.В.Сысоев, М.М.Близнец, A.H.ÁàÐËîíoâà, П.Н.Богданович, A.È.Áåññîíoâ и Г.П.Загоруйко
657042 чительного количества диффузионноспособного водорода и насыщению им поверхности стального контртела, в результате чего снижается адсорбционная способность поверхностно-активной среды и нарушается работа узла трения в режиме избирательного пере- 5 носа. При этом наблюдается значительное повышение коэффициента трения и интенсивное диспергирование композиционного материала.
Целью изобрения является созцание 10 антифрикционной композиции, обладающей низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью при работе в режиме избирательного переноса в поверхностно-активных жидких средах в области повышенных температур, Поставленная цель достигается тем, что композиция содержит в качестве неорганической соли треххлористую сурьму, в качестве металлического порошка — бронзовую пудру и дополнительно содержит фурфуролацетоновый мономер при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:
Эпоксидно-диановая смола
Фурфуролацетоновый мсномер
Бронзовая пудра
Треххлористая сурьма
Графит тминный отвердитель
30-50
15-20
15-30
0,8-3,4
8-20
8-10
Учитывая высокие Физико-механические и адгезионные свойства ко многим металлам и неметаллическим материалам, в качестве связующего выбраны эпоксидно-диановые смолы. Для улучшения ряда технологических и экс- 40 плуатационных характеристик — снижения начальной вязкости смолы, улучшения физико-механических свойств, повышения теплостойкости и химической стойкости, снижения более чем в 2 раза стоимости эпоксидно-диановую смо45 лу модифицировали фурфуролацетоновым мономером. Оптимальное процентное содержание связующего определено экспериментально, исходя из физикомеханических свойств и теплостойкости материала, а также технологии приготовления композиции. Определение степени отверждения материала экстрагированием позволило определится оптимальное процентное содержание 55 отвердителя — полиэтиленполиаМина.
Наполнитель — бронзовая пудра при трении композиции в поверхностно-активных жидких средах в результате избирательного растворения имеет спо- 0 собность образовывать тонкие псевдоожиженные пленки чистой меди. Эти пленки легко схватываются со стальной поверхностью сопряженной детали и переносятся на нее, что позволяет реализовать эффект избирательного переноса в узле трения. Увеличение концентрации бронзовой пудры в композиции выше оптимальной снижает ее механические свойства, а уменьшение не позволяет реализовать эффект избирательного переноса.
Однако при достижении на фрикционном контакте температуры 75-85ОС наблюдается образование псевдоожиженных пленок чистой меди и значительное возрастание момента трения, что приводит К интенсивному диспергированию и разрушению композиции.
С целью предотвращения схватывания композиции и контртела при образовании на фрикционном контакте пленки чистой меди в состав композиции введена треххлористая сурьма. При достижении на фрикционном контакте температуры 73-74ОC происходит плавление терххлористой сурьмы и образование жидкой смазочной пленки, что приводит к снижению коэффициента трения и износа, обеспечивает работоспособность пары трения при повышен. ных температурах. Оптимизацию процентного содержания треххлористой сурьмы (SbCI3) в композиции проводили эксперимейтально, исходя из антифрикционных характеристик композиции при повышенных температурах. Данные приведены в табл.1.
Графит введен в композицию для стабилизации коэффициента трения при нарушении режима граничного трения и стабилизации коэффициента трения при повышенных температурах.
Сочетание выбранных компонентов позволило снизить коэффициент трения композиции в 3-5 раза и значительно повысить ее износостойкость в области повышенных температур при смазке глицерином.
Необходимо отметить, что антифрикционные материалы с выбранными наполнителями можно формировать как на основе эпоксидно-фурановых смол, так и на основе чистых эпоксидных смол. При этом в качестве отвердителя необходимо выбирать вещества реакционноспособные при пониженных температурах, например аминные отвердители. Использование в чистом виде мономера ФА исключено, так как формирование антифрикционных материалов на его основе производится при повы» шенных температурах 200-240ОС, что приводит к разложению треххлористой сурьмы и изменению свойств материала до постановки в узел трения.
Примеры составов композиций приводятся в табл.2, а их фрикционные свойства — в табл.-3.
Технология формирования разработанного материала заключается в следующем.
657042
Эпоксидную смолу ЭД-6 и фурфуролацетоновый мономер совмещают при
60 С затем вводят наполнитель и целевыЕ добавки. Отвердитель — полиэтиленполиамин вводится в смесь, Таблица 1
Показатель
Коэффициент трения (смазка-глицерин, V = 1 м/с, Р = 70 кгс/см
80 С) 0,025 0,018 0,010 0,007 0,010
0.08 Т а б л и ц а 2
Компонент
Эпоксидная смола ЭД-20
Эпоксидная смола ЭД-6
27 24
Фурфуролацетоновый мономер
15 18
Бронзовая пудра
1,5 2 3
11,5 15 20
Треххлористая сурьма
Графит
Полиэтиленполиамин
9 9
Основные фрикционные свойства композиций на основе эпоксидно-диановых смол.Коэффициент трения (смазка — глицерин, V = 1.M/c
P = 70 кгс/см
80 С)
Объемный износ (смазка — глицерин, V = 1 м/с
Pyp = 70 кгс/cM — 80 С), мм /км: антифрикционного вкладыша
0 009
0,006 0,004
0,04
0,048
0,05 не обнаружено контрт.ела не обне обнаружено наружено
Объемный износ вкладыша, мм /км (смазкаглицерин, V 1 м/с
Py = 70 кгс/см
80ОС) охлажденную до комнатной температуры (18-20 С). Композиция выдерживается при 18-20 С в течение 24 ч, а затем при 50-60 С в течение
20-24 ч.
0,052 0,048 0,05 0,062
657042
Формула изобретения
30-50
15-20
15-30
0,8-3,4
8-20
8-10
СоставителЪ Н.Космачева
Техред З.Фанта Корректор М.Пожо
Редактор Т.Девятко
Заказ 1728/27 Тираж 584 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г.Ужгород. Ул.Проектная,4
Антифрикционная эпоксидная композиция, включающая эпоксидно-диановую смолу, аминный отвердитель, графит, металлический порошок и неорганическую соль, отличающаяся
5 тем, что, с целЬю создания композиции, обладающей низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью при работе в режиме избирательного переноса в поверхностно-активных жид-1О ких средах в области повышенных температур, в качестве неорганической соли композиция содержит треххлористую сурьму, в качестве металлического порошка — бронзовую пудрУ, допол- 15 нительно фурфуролацетоновый мономер при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ!
Эпоксидно-диановая смола
Фурфуролацетоновый мономер
Бронзовая пудра
Треххлористая сурьма
Графит
Аминный отвердитель
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9476295, кл. С 08 L 63/04, 1975.
2.Сборник. Избирательный перенос при трении и его экономическая эффективность. M., 1972, с. 202-208.
3. Патент США 93839209, кл. 252"12, 1974.
