RU2412276C1 - Composition of anti-friction coating - Google Patents

Composition of anti-friction coating Download PDF

Info

Publication number
RU2412276C1
RU2412276C1 RU2009139782/02A RU2009139782A RU2412276C1 RU 2412276 C1 RU2412276 C1 RU 2412276C1 RU 2009139782/02 A RU2009139782/02 A RU 2009139782/02A RU 2009139782 A RU2009139782 A RU 2009139782A RU 2412276 C1 RU2412276 C1 RU 2412276C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
metal
friction
composition
boron
Prior art date
Application number
RU2009139782/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Иванов (RU)
Евгений Владимирович Иванов
Сергей Борисович Ломов (RU)
Сергей Борисович Ломов
Иван Юрьевич Ефимочкин (RU)
Иван Юрьевич Ефимочкин
Ирина Станиславовна Солнцева (RU)
Ирина Станиславовна Солнцева
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2009139782/02A priority Critical patent/RU2412276C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2412276C1 publication Critical patent/RU2412276C1/en

Links

Landscapes

  • Lubricants (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to antifriction coating for protection of heavy loaded friction pairs of nominally stationary vibratory loaded joints of metal-metal, metal-polymer composition material from wear in interval of temperatures (-60)-(+250)°C. Composition of anti-friction coating has the following composition, wt %: molybdenum disulphide 35-45, colloid graphite 8-15, quazi-crystal of system Al-Cu-Fe polished with boron 5-10, epoxy varnish - the rest.
EFFECT: raised wear resistance at low friction coefficient in wide temperature range.
3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения и, в частности, к антифрикционным покрытиям для защиты тяжелонагруженных пар трения номинально-неподвижных вибронагруженных сочленений металл-металл, металл-полимерный композиционный материал от износа в интервале температур (-60)-(+250)°C.The invention relates to the field of mechanical engineering and, in particular, to antifriction coatings for the protection of heavily loaded friction pairs of nominally stationary vibro-loaded joints metal-metal, metal-polymer composite material from wear in the temperature range (-60) - (+ 250) ° C.

Известно фретингостойкое покрытие следующего состава, мас.%: эпоксидная высокомолекулярная диановая смола 2.0-16; эпоксидная низкокомолекулярная диановая смола 0.05-1.0; фенолформальдегидная резольная смола 1.0-8.0; алкидная глифталиевая смола 0.05-1.0; дисульфид молибдена 6.0-20.0; коллоидно-графитовый препарат 0.9-14.0; фосфорная кислота 0.01-0.3; 1.7-бисоксиметилкарборан 1.5-2.6; 2-этоксиэтанол - остальное (патент РФ №1771200).It is known a fretting-resistant coating of the following composition, wt.%: Epoxy high molecular weight Diane resin 2.0-16; epoxy low molecular weight diane resin 0.05-1.0; phenol formaldehyde resole resin 1.0-8.0; alkyd glyphthalic resin 0.05-1.0; molybdenum disulfide 6.0-20.0; colloidal graphite preparation 0.9-14.0; phosphoric acid 0.01-0.3; 1.7-bisoxymethylcarborane 1.5-2.6; 2-ethoxyethanol - the rest (RF patent No. 1711200).

Недостатком данного покрытия является многокомпонентный состав связующего, включающий токсичное вещество - формальдегид.The disadvantage of this coating is the multicomponent composition of the binder, including a toxic substance - formaldehyde.

Известен спеченный антифрикционный материал на основе кобальта, содержащий, мас.%: карбид титана 5.0-7.0; дисульфид молибдена 13.0-15.0; марганец 2.0-2.5; церий 0.1-0.15; кобальт - остальное (патент РФ №2360991).Known sintered antifriction material based on cobalt, containing, wt.%: Titanium carbide 5.0-7.0; molybdenum disulfide 13.0-15.0; Manganese 2.0-2.5; cerium 0.1-0.15; cobalt - the rest (RF patent No. 2360991).

Недостатком данного материала является высокий коэффициент трения материала и использование в качестве основного компонента кобальта, являющегося достаточно токсичным элементом.The disadvantage of this material is the high coefficient of friction of the material and the use of cobalt, which is a fairly toxic element, as the main component.

Наиболее близким по назначению и технической сущности, принятым за прототип, является антифрикционное твердосмазочное покрытие, содержащее, мас.%: дисульфид молибдена 50-70; коллоидный графит 7-20; усы карбида кремния β-модификации с соотношением длины к диаметру 30-300 0.15-1.1 и эпоксифенольный лак - остальное (патент РФ №2017800).The closest in purpose and technical essence adopted for the prototype is an anti-friction solid lubricant coating containing, wt.%: Molybdenum disulfide 50-70; colloidal graphite 7-20; β-modification silicon carbide whiskers with a ratio of length to diameter of 30-300 0.15-1.1 and epoxyphenol varnish - the rest (RF patent No. 20177800).

Покрытие предназначено для защиты тяжелонагруженных пар трения металл-металл от износа в интервале температур (-60)-(+250)°C.The coating is designed to protect heavily loaded metal-metal friction pairs from wear in the temperature range (-60) - (+ 250) ° C.

Недостатком этого покрытия является низкая технологичность, выраженная в склонности к образованию комков из усов карбида кремния по типу войлочных и достаточно низкая износостойкость в интервале температур (-60)-(+250)°C.The disadvantage of this coating is its low manufacturability, expressed in its tendency to form lumps from silicon carbide whiskers as felt and a rather low wear resistance in the temperature range (-60) - (+ 250) ° C.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение износостойкости покрытия при низком коэффициенте трения в температурном диапазоне (-60)-(+250)°C.The objective of the invention is to increase the wear resistance of the coating with a low coefficient of friction in the temperature range (-60) - (+ 250) ° C.

Для достижения поставленной задачи предложен состав антифрикционного покрытия, содержащий дисульфид молибдена, коллоидный графит, связующее на эпоксидной основе, отличающийся тем, что покрытие дополнительно содержит квазикристалл системы Al-Cu-Fe, допированный бором, а в качестве связующего - эпоксидный лак при следующем соотношении компонентов, мас.%.:To achieve this objective, an anti-friction coating composition is proposed containing molybdenum disulfide, colloidal graphite, an epoxy-based binder, characterized in that the coating additionally contains an Al-Cu-Fe quasicrystal doped with boron, and an epoxy varnish as a binder in the following ratio of components , wt.% .:

дисульфид молибденаmolybdenum disulfide 35-4535-45 коллоидный графитcolloidal graphite 8-158-15 квазикристалл системыquasicrystal system Al-Cu-Fe, допированный боромAl-Cu-Fe doped with boron 5-105-10 эпоксидный лакepoxy varnish остальноеrest

Вводимый квазикристалл системы Al-Cu-Fe представляет собой мелкодисперсный порошок размером ~3 мкм, допированный бором. Присутствие квазикристалла в покрытии уменьшает нагар, понижает коэффициент трения, пластичность квазикристалла позволяет заполнять трещины, каверны и царапины, что повышает износостойкость изделия.The introduced quasicrystal of the Al-Cu-Fe system is a finely divided powder ~ 3 μm in size, doped with boron. The presence of a quasicrystal in the coating reduces carbon deposits, lowers the coefficient of friction, and the ductility of the quasicrystal allows filling cracks, cavities and scratches, which increases the wear resistance of the product.

Применение в качестве связующего эпоксидного лака позволяет равномерно наносить на поверхность изделия предлагаемое покрытие.Application as a binder epoxy varnish allows you to evenly apply the proposed coating on the surface of the product.

Пример осуществления.An example implementation.

Для приготовления антифрикционного покрытия с квазикристаллами были использованы следующие компоненты:The following components were used to prepare an antifriction coating with quasicrystals:

- дисульфид молибдена марки ДМ-1 ТУ 48-19-133-85;- molybdenum disulfide brand DM-1 TU 48-19-133-85;

- коллоидный-графит сухой марки С-1 ОСТ 6-08-431-75, полученный из термографита или естественного графита, представляющий собой высокодисперсный малозольный сухой графит с основным размером частиц до 4 мкм, содержащий золы не более 0.8%;- colloidal graphite of dry grade S-1 OST 6-08-431-75, obtained from thermographite or natural graphite, which is a highly dispersed low-ash dry graphite with a basic particle size of up to 4 microns, containing ash not more than 0.8%;

- квазикристалл системы Al-Cu-Fe, допированный бором, марки ВКК1Б ТУ 1-595-31-1081-2009;- a quasicrystal of the Al-Cu-Fe system doped with boron, grade VKK1B TU 1-595-31-1081-2009;

- лак эпоксидный ЭП074 ТУ 6-10-1030-76.- epoxy varnish EP074 TU 6-10-1030-76.

Для приготовления покрытия использовали следующую технологию. В связующее вводили расчетное количество дисульфида молибдена, коллоидного графита, квазикристалла, допированного бором. Приготовленную смесь перемешивали в бисерной мельнице и наносили на защищаемую поверхность краскораспылителем, кистью или окунанием, подвергали сушке при комнатной температуре.To prepare the coating used the following technology. The calculated amount of molybdenum disulfide, colloidal graphite, and a quasicrystal doped with boron was introduced into the binder. The prepared mixture was mixed in a bead mill and applied to the protected surface with a spray gun, brush or dipping, and was dried at room temperature.

В таблице 1 приведены составы композиции для антифрикционного покрытия, изготовленного по указанной выше технологии, из которых 1-3 - заявляемые, 4 - прототип.Table 1 shows the compositions for the antifriction coating made by the above technology, of which 1-3 are claimed, 4 is the prototype.

В таблице 2 представлены свойства антифрикционных покрытий на стали 30ХГСА, включающие такие характеристики, как износостойкость и коэффициент трения.Table 2 presents the properties of antifriction coatings on 30KhGSA steel, including such characteristics as wear resistance and friction coefficient.

Покрытия испытывались на стали 30ХГСА, в условиях торцового трения при Руд - 15 МПа, Vвращ - 0.31 м/с, при температуре +250, +20, -60°C.The coatings were tested on 30KhGSA steel, in conditions of face friction at R beats - 15 MPa, V rotation - 0.31 m / s, at a temperature of +250, +20, -60 ° C.

Из таблицы 2 видно, что покрытие на основе предлагаемых составов обладает наименьшей скоростью изнашивания.From table 2 it is seen that the coating based on the proposed compositions has the lowest wear rate.

В таблице 3 представлены результаты испытания покрытия в конструкции сферического шарнирного подшипника из стали 95X18.Table 3 presents the results of the coating test in the design of a spherical spherical plain bearing made of 95X18 steel.

Антифрикционные, содержащие квазикристалл, покрытия испытаны в конструкции сферического шарнирного подшипника, изготовленного из стали марки 95X18. Покрытия наносили на внутреннюю поверхность обоймы подшипника по приведенной ранее технологии и испытывали в режиме качательного движения при следующих параметрах:Antifriction coatings containing a quasicrystal are tested in the design of a spherical spherical plain bearing made of 95X18 steel. The coatings were applied to the inner surface of the bearing race according to the technology presented above and tested in the rocking motion mode with the following parameters:

- нагрузка- load 75 и 100 МПа;75 and 100 MPa; - температура- temperature +20 и +250°C;+20 and + 250 ° C; - частота качания- swing frequency 0.04 Гц;0.04 Hz; - угол качания - swing angle ±10°;± 10 °; - среда- Wednesday воздух.air.

Из таблицы 3 видно, что предлагаемое антифрикционное покрытие работоспособно в воздушной среде в интервале температур от -60 до +250°C, при удельных нагрузках до 100 МПа. Таким образом, применение предлагаемого антифрикционного покрытия обеспечивает защиту тяжелонагруженных пар трения от износа в интервале температур -60 до +250°C.From table 3 it can be seen that the proposed anti-friction coating is operable in air in the temperature range from -60 to + 250 ° C, at specific loads up to 100 MPa. Thus, the use of the proposed antifriction coating provides protection of heavily loaded friction pairs from wear in the temperature range -60 to + 250 ° C.

Таблица 1Table 1 No. СоставStructure Компоненты покрытия, мас.%Coating components, wt.% Усы карбида кремния β-модификацииΒ-modification silicon carbide whiskers Лак эпоксидныйEpoxy varnish Дисульфид молибденаMolybdenum disulfide ГрафитGraphite Квазикристалл допированный боромBoron doped quasicrystal 1one предлагаемыйproposed 4040 4040 15fifteen 55 --- 22 предлагаемыйproposed 3535 4545 1212 88 --- 33 предлагаемыйproposed 4747 3535 88 1010 --- 4four прототипprototype 42.74 (лак42.74 (varnish 50fifty 77 --- 0.260.26 эпоксифенольный)epoxyphenolic)

Таблица 2table 2 No. Скорость изнашивания, мкм/ч, при Руд=15 МПа, V=0.31 м/сWear rate, μm / h, at P beats = 15 MPa, V = 0.31 m / s Ктрения To friction -60°C-60 ° C 20°C20 ° C 250°C250 ° C 1one 0.160.16 0.080.08 2.42.4 0.100.10 22 0.150.15 0.070.07 2.52.5 0.090.09 33 0.170.17 0.090.09 2.72.7 0.070.07 4four 0.250.25 0.140.14 6,86.8 0.080.08

Таблица 3Table 3 Нагрузка, МПаLoad, MPa Температура испытания, °CTest temperature ° C Коэффициент тренияCoefficient of friction Скорость изнашивания, мкм/чWear rate, μm / h Предлагаемый:Proposed: 7575 20twenty 0.130.13 0.180.18 7575 250250 0.140.14 2.92.9 100one hundred 20twenty 0.120.12 0.20.2 100one hundred 250250 0.120.12 3.73.7 Прототип:Prototype: 7575 20twenty 0.120.12 0.240.24 7575 250250 0.140.14 4.94.9 100one hundred 20twenty 0.130.13 0.260.26 100one hundred 250250 0.160.16 6.36.3

Claims (1)

Состав антифрикционного покрытия, включающий дисульфид молибдена, коллоидный графит, связующее на эпоксидной основе, отличающийся тем, что он дополнительно содержит квазикристалл системы Al-Cu-Fe, допированный бором, в качестве связующего используют эпоксидный лак, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
дисульфид молибдена 35-45 коллоидный графит 8-15 квазикристалл системы Al-Cu-Fe, допированный бором 5-10 эпоксидный лак остальное
The composition of the antifriction coating, including molybdenum disulfide, colloidal graphite, an epoxy-based binder, characterized in that it additionally contains a quasicrystal of the Al-Cu-Fe system doped with boron, uses an epoxy varnish as a binder, in the following ratio, wt.%:
molybdenum disulfide 35-45 colloidal graphite 8-15 quasicrystal of the Al-Cu-Fe system, doped with boron 5-10 epoxy varnish rest
RU2009139782/02A 2009-10-28 2009-10-28 Composition of anti-friction coating RU2412276C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139782/02A RU2412276C1 (en) 2009-10-28 2009-10-28 Composition of anti-friction coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139782/02A RU2412276C1 (en) 2009-10-28 2009-10-28 Composition of anti-friction coating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2412276C1 true RU2412276C1 (en) 2011-02-20

Family

ID=46310076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009139782/02A RU2412276C1 (en) 2009-10-28 2009-10-28 Composition of anti-friction coating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2412276C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473711C1 (en) * 2011-11-24 2013-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Solid-lubricant antifriction coating
RU2493241C1 (en) * 2012-03-30 2013-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Composition of antifriction solid lubricating coating
RU2788089C1 (en) * 2022-08-15 2023-01-16 Алексей Игоревич Буянов Anti-friction solid-lubricant polymer coating

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473711C1 (en) * 2011-11-24 2013-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Solid-lubricant antifriction coating
RU2493241C1 (en) * 2012-03-30 2013-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Composition of antifriction solid lubricating coating
RU2788089C1 (en) * 2022-08-15 2023-01-16 Алексей Игоревич Буянов Anti-friction solid-lubricant polymer coating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9441182B2 (en) Wear-resistant antifriction lacquer for coating engine pistons
US9243204B2 (en) Wear resistant lubricious composite
Nagesh et al. Characterization of brake pads by variation in composition of friction materials
US20120118255A1 (en) Water-dilutable antifriction lacquer for coating engine pistons
EP2821443B1 (en) Composition for a sliding member
RU2412276C1 (en) Composition of anti-friction coating
CN114645451A (en) Layered composite material and preparation method thereof, self-lubricating fiber fabric composite material and preparation method and application thereof
Ivanov et al. Nanodiamond-based oil lubricants on steel-steel and stainless steel-hard alloy high load contact: investigation of friction surfaces
Zhao et al. Preparation and tribological behaviors of polyamide-imide/polytetrafluoroethylene lubricating coatings reinforced by in-situ synthesized CeO2 nanoparticles
WO2021106274A1 (en) Resin material for sliding members, and sliding member
FR3097226B1 (en) POLYAMIDE COMPOSITIONS WITH HIGH MODULE AND LOW DIELECTRIC CONSTANT AND THEIR USE
JP2015516498A (en) Tribological aromatic polyimide composition
JP6941476B2 (en) Resin material for sliding members and sliding members
JP2018194152A (en) Resin material for slide members and slide member
JPH09508161A (en) Polyimide composition having improved properties
JP5748009B2 (en) Solid particles, solid lubricants and metal parts
JP6944811B2 (en) Resin material for sliding members and sliding members
RU2688517C1 (en) Antifriction polyamide composition
RU2436857C1 (en) Powder composite material
RU2386648C2 (en) Antifriction composition and method of preparing said composition
RU2017800C1 (en) Antifriction hard lubricating coating
Yanyan et al. Tribological Properties of a Composite Lubricant CaCO 3-Supramolecular
RU2374275C1 (en) Antifriction polymer composition and method of producing said composition
JP5717069B2 (en) Piston and sliding cover structure
RU2493241C1 (en) Composition of antifriction solid lubricating coating

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111029