Композиційний матеріал для вузлів тертя автомобільних агрегатів

Композиційний матеріал для вузлів тертя автомобільних агрегатів, який містить полімерне 3 74606 4 графіт, а також дисульфід молібдену, аліфатичні необхідність застосування спеціальних методів аміни. Поліамід 11, застосовуваний для нанесення очищення навколишнього середовища в зв'язку з покрить, випускають у вигляді порошку з розміром тим, що при нанесенні, термообробці підшару частинок 80-10мкм. Для забезпечення стабільного (Rilprim) виділяється велика кількість екологічно рівня адгезійної міцності покриття з підкладкою з шкідливих компонентів, що знаходяться в газоповуглецевих сталей використовують підшар дібному стані. Крім того, у Республіці Беларусь не («праймер») Rilprim на основі олігомеру епоксидіснує власне виробництво поліаміду 11, що не доної смоли. Підшар наносять у вигляді розчину роззволяє освоїти промисловий випуск поршкоподібпиленням або зануренням на ретельно очищену ного компонента, який є основою для покриття. поверхню металевої деталі, після чого сушать і Задачею винаходу, що заявляється, є збільтермооброблюють у діапазоні температур 290шення адгезійної міцності покриття на металах, 340°С на протязі 5-20 хвилин. На підготовлену в спрощення технологічного процесу нанесення потакий спосіб металеву деталь наносять з псевдозкриття на металеві деталі, зменшення енергоємрідженого шару покриття Rilsan, що оплавляється ності й екологічної шкідливості процесу нанесення з утворенням шару товщиною 100-500мкм. Після покриття на металеву підкладку. охолодження покриття обробляють у розмір за Поставлена задача вирішується тим, що як допомогою спеціальних пристосувань, наприклад, полімерне зв’язуюче для композиційного покриття протяжок. використовують поліамід 6, отриманий кріогенним Недоліками прототипу є недостатня адгезія диспергуванням, а як вуглецевий модифікатор покриття до металевих підкладок без спеціальної застосовують суміш алмазоподібної і графітоподіпідготовки, необхідність нанесення на поверхню бної модифікації вуглецю в співвідношенні 1:1-1:10 металу спеціального підшару («праймера»), який і розміром частинок 3-10нм при вмісту в композизабезпечує необхідну адгезійну міцність покриття і ційному матеріалі 0,01-0,1мас.%. підкладки, складна технологія нанесення покриття, Склади композиційних матеріалів конкретного що припускає великі енергетичні витрати, а також виконання наведені у таблиці 1. Таблиця 1 Склади композиційних матеріалів Компонент Прототип І 1. Полімерне сполучне Поліамід 11 (Rilsan) Поліамід 6 (вихідний) Поліамід 6 (кріогенно здрібнений) 2. Вуглецевий модифікатор -графіт -* суміш алмазопо-дібної і графітоподібної модифікації 1:1 1:5 1:10 2:1 1:15 99 1 ІІ ІІІ IV V VI VII VІІI * 99.99 99.99 99.95 99.90 99.85 99.95 99.95 99.5 5 0,005 0,01 0,05 0,1 0,15 - 0,05 - 0,05 - 0,05 IX X 99.5 99.5 0,05 0,05 * В якості вуглецевого модифікатора використовували продукт, який виготовляється ЗАТ "Синта" - шихту. При одержанні всіх складів використовували порошкоподібний поліамід з розміром частинок 80100мкм. Композицію одержували механічним перемішуванням у змішувачі барабанного типу з механічним активуванням типу МБЛ. Композиційні покриття наносили на поверхню металевого зразка зі сталі 08кп за єдиною технологією. Зразки зі сталі 08кп у вигляді стрічки товщиною 2мм знежирювали бензином і зачищали наждаковою полотниною. Підготовлені зразки нагрівали в діапазоні температур 250-300°С на протязі 5хв. і поміщали на 5сек. у псевдозріджений шар порошкоподібного композиційного матеріалу. Покриття осаджувалося на нагрітій поверхні й оплавлялося, формуючи гомогенний суцільний шар товщиною 100±10мкм. Властивості отриманих покрить зі складу за прототипом і заявленого складу оцінювали за однаковими методиками. Визначали міцність при розтяганні, твердість за Бринелем, адгезійну міцність методом відшарування під кутом 180°, коефіцієнт тертя при експлуатації зі змащенням і без змащення. Характеристики композиційних покрить за прототипом і складу, що заявляється, приведені в таблиці 2. Як випливає з приведених даних, склади, що заявляються (II-IV,V,VI,VII), перевершують 5 74606 6 прототип за показниками руйнівного напруження зменшення показників, а їх перевищення (склад при розтяганні, особливо при підвищених темпеVIII) не забезпечує досягнення додаткового ефекратурах, твердості за Бринелем, адгезійної міцноту. Зміна співвідношення алмазоподібної і графісті. Зменшення вмісту вуглецевого модифікатора топодібної модифікацій вуглецю (склади ΙΧ,Χ) применш заявлених границь (склад І) приводить до водить до зниження показників. Таблиця 2 Характеристики композиційних покрить І Характеристика 1. Руйнівне напруження при розтяганні, Мпа -при 20 С -при 50 С 2. Твердість за Бринелем, ΜПа 3. Адгезійна міцність, МПа 1. Коефіцієнт тертя -при експлуатації з мастилом МС-20 -при експлуатації без змащення ІІ Показник для матеріалу Склад, що заявляється ІІІ IV V VI VII 55 19 63 35 75 40 80 65 81 68 80 65 80 60 78 60 82 66 73 39 60 28 70 85 90 91 92 92 89 88 92 86 82 1,5 1,8 1,9 2,0 2,2 2,0 1,9 1,9 2,0 1,8 1,3 0,15 0,18 0,15 0,15 0,13 0,15 0,13 0,12 0,16 0,14 0,15 0,22 0,22 0,20 0,18 0,18 0,20 0,20 0,19 0,22 0,19 0,20 Прототип VIII IX X * Коефіцієнт тертя визначали на машині тертя за схемою «палець-диск» при швидкості сковзання 1 м/с і питомому навантаженні 5МПа. Застосування замість порошку кріогенно здрібненого ПА 6 порошку, отриманого традиційною полімеризацією (склад X), приводить до різкого зменшення показника адгезійної міцності покриття з металом. Таким чином, заявлений склад композиційного матеріалу в заявленому співвідношенні компонентів перевершує прототип за комплексом фізико-механічних, адгезійних і триботехнічих характеристик. Суть винаходу полягає в тому, що в процесі кріогенного здрібнювання частинки поліаміду, що утворюються, здобувають підвищену активність внаслідок утворення довгоіснуючих радикалів. Дані радикали є продуктом руйнування молекулярних зв'язків при охолодженні блокового полімеру до кріогенних температур, нижче температури склування. Активність радикалів, що утворилися при кріокрекінгу зберігається протягом часу, достатнього для проведення технологічних операцій (10-30 годин). Наявність активних радикалів з полімер них частинок забезпечує міцний адгезійний зв'язок покриття з твердою підкладкою внаслідок протікання фізико-хімічних процесів на границі розділу. Додаткове введення до складу полімеру нанодисперсних частинок вуглецю різних кристалічних модифікацій (графітоподібних і алмазоподібних) забезпечує орієнтацію молекул під дією власного силового поля і збільшує міцність композиційного матеріалу, а значить і адгезійну міцність покрить на його основі. Таким чином, спільне використання кріогенно здрібнених частинок поліаміду 6 і наночастинок вуглецю забезпечує синергічний ефект - одночасне збільшення міцності й адгезійної міцності. Заміна кріогенно здрібненого порошку на звичайний різко зменшить цей ефект (склади ІІІ, X). Для розробленого композиційного матеріалу притаманна висока адгезійна міцність не тільки на спеціально оброблених підкладках, але і на звичайних (табл.3). 7 74606 8 Таблиця 3 Адгезійна міцність покрить Характеристика 1. Адгезійиа міцність при відшаруванні, МПа -вихідна -після кип'ятіння 1 години у воді 2. Адгезійна міцність при ударі -вихідна -після кип'ятіння 1 години у воді Вихідної Прототип Заявл.ІІІ Показник для металевого зразка Оброблені складом Rilprim Фосфатовані Прототип Заявл.ІІІ Прототип Заявл.ІІІ 1,5 2,0 2,0 2,5 1,8 2,2 0,7 1,3 1,0 1,5 0,8 1,2 Таким чином, заявлений склад перевершує прототип за показниками службових характеристик покрить, нанесених як на вихідну, так і на модифіковану поверхню. Запропонований склад може бути використаний для приготування протиспрацьовувальних і антифрикційних покрить для автомобільних агрегатів, наприклад, для шліцьових з'єднань карданних передач, напрямних трубних амортизаторів, пружин гальмових камер. Джерела інформації Комп’ютерна верстка В. Мацело 1. Довгяло В.А, Юркевич О.Р. Композиционные материалы и покрытия на основе дисперсных полимеров. - Минск, Наука техника, 1992. С.256. 2. Песецкий С.С. Исследование литьевых адгезионных соединений полиамидов с металлами: Автореф. дис. .. .канд. техн. наук. - Рига, 1980. С.16. 3. Designing for Rilsan coatings. - ELF ATOCHEM, Paris, 1999. - P.18. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601