Антифрикційний композиційний матеріал

1. Антифрикційний композиційний матеріал, що включає фенолоформальдегідний олігомер, комбінований волокнистий наповнювач, за який він містить поліоксадіазольне, поліамідбензімідазольне і вуглецеве волокна, а також графіт, який відрізняється тим, що він додатково містить епоксидний олігомер, а комбінований волокнистий 3 67113 зв'язуючого і комбінованого волокнистого наповнювача з високими фізико-механічними властивостями, теплостійкістю і водостійкістю шляхом застосування зв'язуючого, що одержується спільною конденсацією резольного фенолоформальдегідного і епоксидного олігомерів, при співвідношенні компонентів, що дозволяє підвищити ударну в'язкість, межу міцності при вигині і водостійкість КМ, не знижуючи теплостійкості, застосування комбінованого наповнювача у виді суміші рубаних синтетичних волокон: поліоксадіазольного, поліамідобезімідазольного, аліфатичного поліамідного, базальтового і вуглецевого волокна. Поставлена задача досягається тим, що відомий антифрикційний композиційний матеріал, що включає фенолоформальдегідний олігомер і комбінований волокнистий наповнювач, за який він містить поліоксадіазольне, поліамідбензімідазольне і вуглецеве волокна, а також графіт, відповідно до корисної моделі він додатково містить епоксидний олігомер, а комбінований волокнистий наповнювач додатково містить суміш рубаних довжиною 1-10 см поліамідного і базальтового волокон при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: фенолоформальдегідний олігомери епоксидний олігомери поліоксадіазольне волокно поліамідбензімідазольне волокно 13-40 5-17 3-20 3-18 4 поліамідне волокно базальтове волокно вуглецеве волокно Графіт 5-15 5-20 5-20 2-9 KM одержують наступним способом: Поліоксадіазольне, поліамідбензімідазольне, поліамідне, базальтове і вуглецеве волокна у виді ниток ріжуть на відрізки довжиною 1-10 см, змішують з графітом до однорідної маси і просочують розчином зв'язуючого, що представляє собою спирто-ацетоновый розчин епоксифенольного форсополіконденсату. Отриманий пресматеріал сушать до вмісту летких 4-6 % і пресують при температурі 170±10 °C і тиску пресування 25-35МПа. Приводимо приклади конкретного готування пропонованої корисної моделі. Приклад 1 KM включає зв'язуюче, що складається з 17 мас. % епоксидного, 13 % фенолоформальдегідного олігомерів і хаотично в ньому розташованого наповнювача, що включає 20 мас. % базальтового волокна, 3 мас. % поліоксадіазольного, 3 мас. % поліамідбензімідазольного, 15 мас. % поліамідного, 20 мас. % вуглецевого волокон і 9 мас. % графіту. Приклади 2-3 включають зв'язуюче і хаотично розташований у ньому наповнювач відповідно до складів KM, приведених в таблиці 1. Таблиця 1 Склад пропонованого композиційного матеріалу Склад KM, мас % Склад зв'язуючого, Склад наповнювача мас. % № зразка Фенолоф АліфатичЕпоксидПоліоксадіа- ПоліамідбенБазаль- Вуглецеормальдегіне поліаний олізольне волок- зімідазольне тове во- ве воло- Графіт дний олігомідне вогомер но волокно локно кно мер локно 1 17 13 3 3 15 20 20 9 2 15 25 5 17 6 17 10 5 3 5 40 20 18 5 5 5 2 Прототип* 18-43 25-57 1,5-16 Прототип* 18-43 25-57 1,5-16 *До складу прототипу входить також, мас. %: бавовняне волокно - 6-42; оксид алюмінію - 0,3-9. Виготовлення підшипників ковзання з запропонованого антифрикційного композиційного матеріалу не вимагає використання специфічного технологічного обладнання, що використовується при одержанні пресволокнитів по періодичному методу, і полягає в підготовці наповнювача (рубання і змішання), зв'язуючого (готування епоксифенольного форсополіконденсату), сушінні препрегу і наступному пресуванні виробів. Експериментальні дослідження пропонованого KM як антифрикційного KM із підвищеними фізикомеханічними властивостями, високими теплостійкістю і водостійкістю і достатніми антифрикційними властивостями показали, що при вмісті в KM фенолоформальдегідного олігомеру менш 13 мас. % і більш 40 мас. %, епоксидних олігомерів менш 5мас. % і більш 17 мас. %, поліоксадіазольного волокна менш 3 % і більш 20 мас. %, поліамідбензилімідазольного волокна менш 3 % і більш 18 мас. %, поліамідного волокна менш 5 мас. % і більш 15 мас. %, базальтового волокна менш 5 мас. % і більш 20 мас. % вуглецевого волокна менш 5 мас. % і більш 20 мас. %, графіту менш 2 мас. % і більш 9 мас. % не вдається досягти поставленої задачі. Застосування вітчизняних базальтових волокон як компоненту наповнювача дозволяє зменшити кількість імпортної сировини. Дослідження фізико-механічних властивостей KM проводили відповідно до ДСТ для пластмас: ударна в'язкість по Шарпі - ДСТ 4647-80, межа міцності при вигині - ДСТ 4648-81, межа міцності 5 67113 при стиску - ДСТ 4651-82, водопоглинання - ДСТ 4650-80. Дослідження з визначення коефіцієнта тертя проводилися на машині СМЦ-2 (ТУ 25.06.813) при швидкості ковзання 0,3 м/с, тиску 2,5МПа. Представлені в таблиці 2 дані показують, що запропонований антифрикційний KM має в порів 6 нянні з матеріалом прототипу в залежності від складу зв'язуючого і наповнювача підвищені ударну в'язкість у 3-9 разів, межу міцності при стиску в 1,3-2 рази, теплостійкість на 10-30 °C, водопоглинання знизилося в 1,5-3 рази, коефіцієнт тертя залишається на рівні прототипу. Таблиця 2 Фізико-механічні, теплофізичні, триботехнічні властивості, водостійкість пропонованого композиційного матеріалу Ударна в'яМежа міцності, МПа, при кДж Статичному ви№ зразка зкість, Стисненні гині м2 1 123 164 по 2 216 282 148 3 146 210 117 Прототип 20-26 120 54-73 Прототип 20-27 120 55-72 З запропонованого антифрикційного KM виготовлялися промислові зразки (деталі), що пройшли випробування в умовах працюючого обладнання металургійних заводів. Отримано рекомендації Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Теплостійкість за Мартенсом, °С Коефіцієнт тертя Водопоглинання, % 173 188 169 150 160 0,14 0,15 0,18 0,09-0,15 0,10-0,14 0,18 0,19 0,19 0,3-0,6 0,3-0,6 до впровадження пропонованого KM замість базових деталей, виготовлених із бронзи і текстоліту, оскільки, по зносостійкості він перевершує бронзу в 1,5-2,5рази, текстоліт у 2-2,5 рази. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601