DE3937352A1

DE3937352A1 - Antifriktionspaste

Info

Publication number: DE3937352A1
Application number: DE3937352A
Authority: DE
Inventors: Milica Nikolaevna Zelenskaja; Galina Iosifovna Trojanovskaja; Viktor Petrovic Gorelov; Alla Romanovna Brjuskova; Stanislav Ivanovic Subin; Viktor Ivanovic Bogdanov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1991-05-16

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Festschmierstoffe und -überzüge und betrifft insbesondere eine Antifriktions paste.

Solche Antifriktionspasten werden bei der Herstellung einzelner Werkstücke sowie von Überzügen auf Werkstücken in Reibbaugruppen mit dem Zweck verwendet, die Reibung zu vermindern, die Betriebszeit zu verlängern und die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Solche Antifriktionspasten können durch Spachteln, Aufkleben fertiger Bänder oder Auflagetafeln aus dieser Paste auf die Reibfläche aufge tragen werden.

Die Eigenschaften des aus der Paste erzeugten Festschmier überzugs werden durch die Zusammensetzung der Antifriktions paste bestimmt. Der Festschmierüberzug soll einen geringen Reibungskoeffizient, eine hohe Verschleißfestigkeit und eine ausreichende Festigkeit aufweisen, sowie möglichst poren frei sein. Die Hauptanforderung an die aus der Paste her gestellten Festschmierüberzüge, die in Reibbaugruppen mit geringer Bewegungsgeschwindigkeit verwendet werden, ist, daß bei der Reibung keine Eigenschwingungen erzeugt werden.

Es ist eine Antifriktionspaste bekannt, die 5 bis 40 Masse-% Graphit, 20 bis 70 Masse-% Bleipulver, 50 bis 20 Masse-% Bariumsulfat und 5 bis 20 Masse-% härtbares Harz enthält (JP, A, 55-8 560). Der aus der Paste dieser Zusammensetzung durch Wärmehärtung hergestellte Festschmierstoff kann auf Großwerkstücken nicht verwendet werden, weil dafür eine spezielle Ausrüstung erforderlich ist, wodurch das Anwendungsgebiet der Antifriktionspaste eingeschränkt wird.

Es ist eine andere Antifriktionspaste bekannt, die 30 bis 50 Masse-% Kupferhydroxid und 50 bis 70 Masse-% Capro lactam enthält (SU, A, 8 19 159). Der Verschleiß des Überzugs beträgt pro km Reibweg 10 bis 70 um, die Eigenschwingungen betragen 20% des Reibungskoeffizienten.

Es ist eine andere Antifriktionspaste bekannt, die aus Polytetrafluorethylen und 1 bis 85 Masse-%, bezogen auf das Polymer, Bronze-, Messing- oder Eisenpulver mit einem galvanischen Überzug aus Nickel, Zinn, Blei, Silber oder Chrom besteht (JP, A, 54-2 353). Die Festschmierüberzüge aus dieser Paste haben den Vorteil, daß sie einen niedri gen Reibungskoeffizienten und geringe Eigenschwingungen aufweisen. Die Haftfestigkeit dieser Überzüge ist jedoch gering und die Kältefließfähigkeit ziemlich hoch.

Eine weitere Antifriktionspaste (DE, A, 32 45 827) hat folgende Zusammensetzung in Masse-%:

Molybdändisulfid oder Molybdändisulfid mit Graphit\|60 bis 80
Aluminiumoxid, Eisen-, Zink- und/oder Silberpulver	10 bis 30
Binder (Epoxyd-, Acryl- und/oder Harnstoffharz)	3 bis 15.

Die Überzüge aus dieser Paste weisen eine ausreichende Verschleißfestigkeit auf, werden jedoch durch Warmhärtung erzeugt, wodurch sie bei Großwerkstücken nicht verwendet werden können.

Es ist noch eine Antifriktionspaste folgender Zusammensetzung in Masse-% bekannt (SU, A, 874748):

Molybdändisulfid\|14 bis 28
Graphit	7 bis 14
Kupfer	5 bis 10
Aluminium	3 bis 5
Alumosilikate	5 bis 10
Polyethylenpolyamine	3 bis 6
Epoxyharz	Rest.

Diese Paste besitzt gute technologische Eigenschaften. Die Überzüge aus dieser Paste werden durch Kalthärten erzeugt. Der aus dieser Paste erhaltene Schmierüberzug hat einen Trockenreibkoeffizienten von 0,25, die Eigen schwingungen bei der Reibung betragen 20% des Reibungs koeffizienten und die maximale Betriebstemperatur beträgt 80°C.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antifriktionspaste zu schaffen, durch die ein Festschmierüberzug durch Kaltverfahren mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten des Schmierüberzugs, einer langen Betriebszeit, einer guten Haftung an der Grundfläche sowie ziemlich geringen Eigenschwingungen bei der Reibung hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Antrifriktionspaste, die aus Polymerbinder, Molybdändisulfid, Graphit, Alumosilikaten und Polyethylenpolyamin besteht, erfindungsgemäß Epoxyborphenolharz als Binder bei folgendem Verhältnis der Bestandteile in Masse-% enthält:

Molybdändisulfid\|19 bis 22
Alumosilikate	19 bis 27
Polyethylenpolyamin	9 bis 13
Epoxyborphenolharz	Rest.

Durch das Molybdändisulfid in der erfindungsgemäßen Antifriktionspaste wird ein ziemlich niedriger Reibungskoeffizient des festen, aus der Paste mit dieser Zusammensetzung hergestellten Schmiermittelüberzugs erzielt. Bei einer Verringerung des Molybdändisulfidgehalts auf unter 19 Masse-% nimmt der Reibungskoeffizient des festen Schmiermittelüber zugs insbesondere bei der Reibung im Vakuum zu. Eine Erhöhung des Molybdändisulfidgehalts auf über 22 Masse-% ist unzweck mäßig, weil keine weitere Verringerung des Reibungskoeffizi enten erreicht wird.

Die Zugabe von Graphit in die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Antifriktionspaste bewirkt ebenfalls eine Verrin gerung des Reibungskoeffizienten des festen Schmiermittelüber zugs aus dieser Paste. Bei einer Verringerung des Graphit gehalts auf unter 14 Masse-% nimmt der Reibungskoeffizient des Überzugs insbesondere bei der Reibung ohne Schmierung an der Luft zu. Eine Vergrößerung des Graphitgehalts auf über 16 Masse-% ist nicht zweckmäßig, weil keine weitere Verringerung des Reibungskoeffizienten erzielt wird.

Hauptzweck der Alumosilikate in der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Paste ist, die Härte der aus der Paste erzeugten Überzüge zu gewährleisten. Der genannte Gehalt an Alumosilikaten ist dadurch begrenzt, daß bei einer Menge von unter 19 Masse-% im festen Schmiermittelüberzug erhebliche Eigenschwingungen bei der Reibung mit geringen Gleitgeschwindigkeiten auftreten. Eine Erhöhung des Gehalts an Alumosilikaten auf über 27 Masse-% führt zu einer Schmir gelwirkung des aus der Paste hergestellten festen Schmier mittelüberzugs auf das damit bearbeitete Werkstück.

Polyethylenpolyamin dient als Härter für den Binder. Bei einem Gehalt in der Antifriktionspaste von unter 9 Masse-% verläuft die Härtung des Überzugs langsam und nach der Härtung ist die Härte ungenügend hoch. Bei einem Polyethy lenpolyamingehalt von über 13 Masse-% verläuft die Härtung der Antifriktionspaste viel schneller, die Zeit für das Auftragen auf das Werkstück wird dabei wesentlich verkürzt.

Die Menge an Epoxyborphenolharz in der Antifriktionspaste richtet sich nach der Forderung nach einer ausreichenden Härte, der Festigkeit des aus der Paste hergestellten Schmiermittelüberzugs, seiner hohen Verschleißfestigkeit und eines kleinen Reibungskoeffizienten unter Beibehaltung guter technologischer Eigenschaften der Paste, wie ihre Plastizität, Mischbarkeit und die Fähigkeit des Auftragens auf die Oberfläche der anderen Komponenten der Antifrik tionspaste.

Mit der Antifriktionspaste der angegebenen qualitativen und quantitativen Zusammensetzung können feste Schmiermittelüber züge und Kleinteile hergestellt werden, die beim Betrieb in Reibbaugruppen ohne Schmierung einen Reibungskoeffizient von 0,16 bis 0,18, eine Verschleißintensität von 1 bis 1,3 µm auf 1 km Reibweg, eine Beständigkeit von 380 bis 500 km, eine Betriebstemperatur bis zu 100°C und Eigen schwingungen von 4 bis 7% des Reibungsbeiwertes aufweisen.

Diese Antifriktionspaste für feste Schmiermittelüberzüge wird im Werkzeugmaschinen- und Gerätebau, in der Roboter technik in Reibbaugruppen, bei denen Eigenschwingungen bei geringen Gleitgeschwindigkeiten unzulässig sind, z. B. in Führungen von NC-Werkzeugmaschinen, in automatisierten Systemen, Bedienungsgeräten usw., sowie in der Vakuumtechnik verwendet.

Aufgrund der guten Formbarkeit der Antifriktionspaste und der guten Bearbeitbarkeit der daraus hergestellten festen Schmiermittelüberzüge kann sie bei Reparatur- und Wiederinstandsetzungsarbeiten zur Beseitigung von Gußfeh lern an Großwerkstücken und bei der Wiederherstellung zerstörter Werkstückabschnitte verwendet werden.

Durch die Verwendung der Antifriktionspaste für feste Schmiermittelüberzüge können

- Eigenschwingungen bei der Reibung mit geringen Be wegungsgeschwindigkeiten wesentlich verringert werden, wodurch die Positionierungszeit der Baugruppen und -teile, beispielsweise in NC-Werkzeugmaschinen, verkürzt wird;
- die Betriebsdauer der Reibbaugruppen infolge einer hohen Verschleißfestigkeit des Antifriktionsüberzugs ver längert werden;
- komplizierte Finishoperationen bei der Herstellung von Werkstücken für Reibbaugruppen infolge der ziemlich guten Einarbeitbarkeit des Antifriktionsüberzugs ausge schlossen werden;
- auf das Schmiersystem in Maschinenbaugruppen verzich tet werden;
- die Maße der Ausschußwerkstücke wiederhergestellt und Risse in Maschinenteilen "geheilt" werden, und
- die Reibbaugruppen im Vakuum betrieben werden.

Außerdem wird bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Antifriktionspaste

- die Notwendigkeit einer hohen Bearbeitungsgenauig keit und -güte der Werkstoffoberfläche ausgeschlossen, wodurch die Zahl der Vorbereitungsoperationen verringert wird;
- der Einsatz spezieller Erwärmungseinrichtungen bei der Härtung vermieden;
- ein mehrschichtiges Auftragen des Überzugs ohne Härtung der vorhergehenden Schichten ermöglicht, wodurch die Her stellungszeit des Werkstücks verkürzt wird;
- die Arbeitsfläche mit der aufgetragenen Antifriktions paste nach dem Härten mit einem Schneidwerkzeug bearbeitet, die dann unmittelbar in der Reibbaugruppe eingearbeitet wird, wodurch die Anzahl der Finishoperationen reduziert wird, und
- ein Kleben auf metallische oder nichtmetallische Oberflächen mit verschiedenen Klebemitteln ermöglicht.

Das Verfahren zur Herstellung der Antifriktionspaste ist technologisch einfach und wird wie folgt durchgeführt: Die Antifriktionspaste wird durch Vermischen sämtlicher Komponenten mit Ausnahme von Polyethylenpolyamin, das vor dem Auftragen des Gemisches auf die Reibfläche zuge geben wird, hergestellt. Das Gemisch wird bis zur Bildung einer homogenen Masse von sahniger Konsistenz verrührt.

Die so erhaltene Antifriktionspaste erstarrt beim Auftragen auf die Werkstücksoberfläche, beispielsweise mit einem Spachtel, in 1,5 Stunden. Deshalb soll das Auftragen der Paste ca. 1 Stunde nach dem Vermischen beendet werden. Zur Verlängerung der Haltbarkeit des Gemisches können, falls notwendig, Lösungsmittel und Weichmacher verwendet werden.

Die aufbereitete Antifriktionspaste besitzt gute techno logische Eigenschaften, ist gut mischbar, läßt sich leicht auf die Reibfläche auftragen und erhärtet innerhalb von 16 bis 24 Stunden bei 20°C.

Zum besseren Verständnis wird die vorliegende Erfindung anhand konkreter Beispiele veranschaulicht.

Beispiel 1

In einen breithalsigen Behälter werden folgende Komponen ten aufgegeben: 20,5 Masse-% Molybdändisulfid, 15 Masse-% Graphit, 23,5 Masse-% Alumosilikate und 30 Masse-% Epoxy borphenolharz. Das Gemisch wird von Hand oder mit einem Mischer sorgfältig verrührt. Dann werden 11 Masse-% Poly ethylenpolyamin zugegegeben, das Gemisch wird noch einmal verrührt und auf die Reibfläche aufgetragen. Nach 24 Stunden wird die Oberfläche des festen Schmiermittelüberzugs auf das erforderliche Maß mechanisch bearbeitet. Dann wird das Werkstück mit dem aufgetragenen festen Schmiermittelüberzug in eine Reibbaugruppe eingearbeitet.

Der so erhaltene Überzug hat folgende Eigenschaften:

Reibungstechnische Eigenschaften
Wert
Trockenreibungskoeffizient
0,16
Verschleißintensität	1 µm auf 1 km Reibweg
Beständigkeit, km, (bei einer Überzugsdicke von 500 µm)	500
maximale Betriebstemperatur, °C	100
Eigenschwingungen, % des Reibungskoeffizienten	4.

Beispiel 2

Für den Überzug wird ein Gemisch folgender Zusammensetzung in Masse-% hergestellt:

Molybdändisulfid
22
Graphit	16
Alumosilikate	19
Polyethylenpolyamin	9
Epoxyborphenolharz	34.

Nach dem Auftragen auf das Werkstück und der Bearbeitung analog zu Beispiel 1 weist der Überzug folgende Eigenschaften auf:

Trockenreibungskoeffizient
0,18
Verschleißintensität	1,2 µm auf 1 km Reibweg
Beständigkeit, km (bei einer Überzugsdicke von 500 µm)	400
maximale Betriebstemperatur, °C	100
Eigenschwingungen, % des Reibungskoeffizienten	7.

Beispiel 3

Molybdändisulfid
19
Graphit	14
Alumosilikate	27
Polyethylenpolyamin	13
Epoxyborphenolharz	27.

Trockenreibungskoeffizient
0,18
Verschleißintensität	1,3 µm auf 1 km Reibweg
Beständigkeit, km (bei einer Überzugsdicke von 500 µm)	380
maximale Betriebstemperatur, °C	100
Eigenschwingungen, % des Reibungskoeffizienten	6.

Claims

Antifriktionspaste bestehend aus einem Polymerbinder, Molybdändisulfid, Graphit, Alumosilikaten und Polyethylenpolyamin, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Epoxyborphenolharz als Binder bei folgendem Verhältnis der Bestandteile in Masse-% enthält: Molybdändisulfid|19 bis 22 Graphit 14 bis 16 Alumosilikate 19 bis 27 Polyethylenpolyamin 9 bis 13 Epoxyborphenolharz Rest.