RU2421480C2 - Method of preparing wear-resistant composition - Google Patents
Method of preparing wear-resistant composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421480C2 RU2421480C2 RU2009132447/05A RU2009132447A RU2421480C2 RU 2421480 C2 RU2421480 C2 RU 2421480C2 RU 2009132447/05 A RU2009132447/05 A RU 2009132447/05A RU 2009132447 A RU2009132447 A RU 2009132447A RU 2421480 C2 RU2421480 C2 RU 2421480C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mpa
- temperature
- ptfe
- friction
- polytetrafluoroethylene
- Prior art date
Links
Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области полимерного материаловедения, а именно к способу получения композиционных полимерных материалов на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), отличающихся повышенной износостойкостью и нагрузочной способностью, и может быть использовано для получения полимерных материалов и изделий с высокими конструкционными и антифрикционными свойствами, способных длительно работать в режиме самосмазывания в узлах трения в качестве подшипников скольжения и подвижных уплотнений.The invention relates to the field of polymer materials science, and in particular to a method for producing composite polymeric materials based on polytetrafluoroethylene (PTFE), characterized by increased wear resistance and load capacity, and can be used to produce polymeric materials and products with high structural and antifriction properties that can work for a long time in self-lubrication in friction units as sliding bearings and movable seals.
Известен способ изготовления антифрикционной композиции (1. Корнопольцев Н.В., Варламова Н.А., Зябликов B.C., Борзенков Г.Н., Казанцев В.М., Шевчук В.Л. Способ изготовления заготовок из наполненного фторопласта-4. Заявка №2664286 от 18.09.1978 г.), на основе фторопласта-4 с наполнителями (бронза, свинец, кокс и дисульфид молибдена), который состоит из операций: подготовка компонентов, приготовление пресс-массы, прессование заготовок и термическая обработка (спекание и охлаждение заготовок). Фторопласт-4 размалывают до 0,5-1,0 мм, кокс - до 20 мкм. Размолотый кокс смешивают с окисью свинца для получения однородной смеси и восстанавливают в среде диссоциированного аммиака при температуре 350±10°С в течение 3 ч, т.е. свинец получается при восстановлении в среде диссоциированного аммиака из окиси свинца. Порошок бронзы восстанавливают в среде диссоциированного аммиака при температуре 300±10°С в течение 3 ч для снятия с поверхности частиц окисной пленки. Перед приготовлением восстановленные компоненты перемешивают с дисульфидом молибдена. Затем смесь компонентов засыпают в смеситель и перемешивают с измельченным фторопластом-4 в течение 5-6 минут, после чего прессуют заготовки под давлением 400±50 кгс/см2, время выдержки под давлением 40-60 с. Спекание производят при температуре 350°С, далее охлаждают до температуры 327°С.A known method of manufacturing an antifriction composition (1. Kornopoltsev N.V., Varlamova N.A., Zyablikov BC, Borzenkov G.N., Kazantsev V.M., Shevchuk V.L. Method for manufacturing blanks from filled fluoroplastic-4. Application No. 2664286 dated 09/18/1978), based on fluoroplast-4 with fillers (bronze, lead, coke and molybdenum disulfide), which consists of the following operations: preparation of components, preparation of a press mass, pressing of blanks and heat treatment (sintering and cooling) blanks). Ftoroplast-4 is ground up to 0.5-1.0 mm, coke - up to 20 microns. Ground coke is mixed with lead oxide to obtain a homogeneous mixture and reduced in dissociated ammonia at a temperature of 350 ± 10 ° C for 3 hours, i.e. lead is obtained by reducing dissociated ammonia from lead oxide in a medium. The bronze powder is reduced in a medium of dissociated ammonia at a temperature of 300 ± 10 ° C for 3 hours to remove oxide film particles from the surface. Before preparation, the reduced components are mixed with molybdenum disulfide. Then the mixture of components is poured into the mixer and mixed with crushed fluoroplast-4 for 5-6 minutes, after which the blanks are pressed at a pressure of 400 ± 50 kgf / cm 2 , the holding time under pressure is 40-60 s. Sintering is carried out at a temperature of 350 ° C, then cooled to a temperature of 327 ° C.
Известен способ изготовления антифрикционных материалов с эффектом самосмазывания из композиции, которая содержит углеродный коксовый порошок с преимущественным размером частиц 0,02-0,2 мм, порошок меди, однозамещенный фосфорно-кислый калий и политетрафторэтилен. Смесь перемешивают, из полученной пресс-массы опрессовывают заготовки при давлении 700 кгс/см2 ± 50 кгс/см2, выдерживают при этом давлении не менее 1 минуты, дробят и размалывают их до получения частиц размером преимущественно 0,1-0,3 мм, перемешивают полученную массу и добавляют в нее дисульфид в количестве 6-12%, вторично прессуют полученную смесь при давлении 600 кгс/см2 ± 50 кгс/см2, выдерживают при этом давлении 3 минуты, спекают и термообрабатывают (2. Гнедин Ю.Ф., Фиалков А.С., Шульгин М.М., Малютин Г.В. Способ изготовления антифрикционных материалов. Патент РФ №2064944 от 06.08.1933 г.).A known method of manufacturing anti-friction materials with the effect of self-lubrication from a composition that contains carbon coke powder with a predominant particle size of 0.02-0.2 mm, copper powder, monosubstituted phosphoric acid potassium and polytetrafluoroethylene. The mixture is stirred, from the obtained press mass, the preforms are pressed at a pressure of 700 kgf / cm 2 ± 50 kgf / cm 2 , maintained at this pressure for at least 1 minute, crushed and ground to obtain particles with a size of mainly 0.1-0.3 mm mix the resulting mass and add disulfide in an amount of 6-12%, secondarily compress the resulting mixture at a pressure of 600 kgf / cm 2 ± 50 kgf / cm 2 , maintain at this pressure for 3 minutes, sinter and heat treat (2. Gnedin Yu. F., Fialkov A.S., Shulgin M.M., Malyutin G.V. Method for the manufacture of antifriction materials c. RF Patent No. 2064944 of 08/06/1933).
Известен способ изготовления антифрикционного материала на основе политетрафторэтилена и углеродного волокнистого наполнителя, где в качестве наполнителя используются дискретные частицы, полученные путем смешивания порошкообразного политетрафторэтилена и 5-50% измельченного углеродного волокна при числе оборотов рабочих органов, равном 5000-22500 об/мин, спекания смеси при 360-390°С, измельчения спекшейся массы при 5000-22500 об/мин и классификации по размерам 50-300 мкм, в количестве 5-95 мас.%, которые смешивают с политетрафторэтиленом при 5000-225000 об/мин (3. Будник А.Ф., Сиренко Г.А., Колесников С.И. Способ «Бусико» изготовления антифрикционного материала. Авторское свидетельство SU №1723084).A known method of manufacturing an antifriction material based on polytetrafluoroethylene and carbon fiber filler, where discrete particles are used as filler, obtained by mixing powdered polytetrafluoroethylene and 5-50% of crushed carbon fiber with a working speed of 5000-22500 rpm, sintering the mixture at 360-390 ° C, grinding the sintered mass at 5000-22500 rpm and size classification of 50-300 microns, in the amount of 5-95 wt.%, which are mixed with polytetrafluoroethylene at 5000-225000 rpm in (3. Budnik AF, Sirenko GA, Kolesnikov SI The method of “Busiko” for the manufacture of antifriction material. Copyright certificate SU No. 1723084).
К недостаткам этих вышеперечисленных способов следует отнести сложность технологического процесса, довольно высокий коэффициент трения (до 0,3-0,35) и использование в технологическом процессе большого количества компонентов.The disadvantages of these above methods include the complexity of the process, a rather high coefficient of friction (up to 0.3-0.35) and the use of a large number of components in the process.
Наиболее близким по сущности к заявляемому изобретению является способ получения антифрикционной композиции на основе политетрафторэтилена и ультрадисперсного неорганического наполнителя, при котором ультрадисперсный неорганический наполнитель, выбранный из ряда: оксид хрома, оксид циркония, цеолит, помещают в рабочие барабаны планетарной мельницы и подвергают активации в планетарной мельнице АГО-2 с частотой вращения водила - 730 об/мин и частотой вращения барабанов - 1780 об/мин за счет центробежных сил в течение 1-3 мин. Затем активированный наполнитель смешивают с политетрафторэтиленом в лопастном смесителе в течение 1-2 мин при скорости 2000 об/мин. Изделия изготавливают по стандартной технологии переработки ПТФЭ: холодное прессование при удельном давлении 50 МПа и свободное спекание при температуре 370±5°С. Скорость нагрева, продолжительность выдержки при максимальной температуре и скорость охлаждения определяли, исходя из размеров изделия (4. Охлопкова А.А., Виноградов А.В., Попов С.Н., Митронова Ю.Н., Брощева П.Н. Способ получения антифрикционной композиции. Патент РФ №2178801 от 15.10.1997 г.).The closest in essence to the claimed invention is a method for producing an antifriction composition based on polytetrafluoroethylene and an ultrafine inorganic filler, in which an ultrafine inorganic filler selected from the series: chromium oxide, zirconium oxide, zeolite is placed in the working drums of a planetary mill and subjected to activation in a planetary mill AGO-2 with a carrier rotation frequency of 730 rpm and a drum rotation frequency of 1780 rpm due to centrifugal forces for 1-3 minutes. Then the activated filler is mixed with polytetrafluoroethylene in a paddle mixer for 1-2 minutes at a speed of 2000 rpm. Products are manufactured according to standard technology for processing PTFE: cold pressing at a specific pressure of 50 MPa and free sintering at a temperature of 370 ± 5 ° C. The heating rate, the exposure time at maximum temperature and the cooling rate were determined based on the size of the product (4. Okhlopkova A.A., Vinogradov A.V., Popov S.N., Mitronova Yu.N., Broshcheva P.N. method of obtaining an antifriction composition. Patent of the Russian Federation No. 2178801 from 10/15/1997).
К недостаткам этого способа следует отнести небольшое (до 1,5-3 раз) повышение износостойкости данной композиции по сравнению с выбранными аналогами и по сравнению с исходным полимером (до 37,5 раз).The disadvantages of this method include a small (up to 1.5-3 times) increase in the wear resistance of this composition compared to the selected analogues and compared with the original polymer (up to 37.5 times).
Задачей изобретения является существенное повышение износостойкости политетрафторэтилена (до 720 раз) и композиционных материалов на его основе с использованием активированных цеолитов (до 1000 раз) за счет изменения давления прессования заготовок и использования моторного масла марки М-8В.The objective of the invention is to significantly increase the wear resistance of polytetrafluoroethylene (up to 720 times) and composite materials based on it using activated zeolites (up to 1000 times) by changing the pressing pressure of the workpieces and using motor oil brand M-8B.
Существенные признаки, характеризующие изобретениеThe essential features characterizing the invention
Ограничительные: использование ультрадисперсного неорганического наполнителя - цеолита.Restrictive: the use of ultrafine inorganic filler - zeolite.
Отличительные: значительное улучшение антифрикционных свойств политетрафторэтилена и композиций на его основе с использованием активированного цеолита при изменении стандартных параметров технологического процесса изготовления изделий с использованием жидкого моторного масла марки М-8В.Distinctive: a significant improvement in the antifriction properties of polytetrafluoroethylene and compositions based on it using activated zeolite when changing the standard parameters of the manufacturing process of products using liquid motor oil brand M-8B.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом способе изготовления с целью получения пористых заготовок со значительно улучшенными антифрикционными свойствами прессование заготовок из порошка политетрафторэтилена и композиционной порошковой смеси на его основе с цеолитами осуществляют при давлении 12,5 МПа и 25 МПа. Отпрессованные таким образом пористые заготовки пропитывают жидким моторным маслом марки М-8В в течение 24 часов при комнатной температуре и температуре 150°С, затем подвергают их «свободному спеканию» в программируемой муфельной печи при 375°С со скоростью нагрева 2°С/мин до 300°С и 3°С/мин до 375°С (время выдержки 0,3 ч на 10-3 м толщины образца). После выдержки печь отключается и изделие остывает вместе с печью. Термин «свободное спекание» означает, что прессованные изделия вынимаются из пресс-форм и затем направляются на термообработку в муфельную печь. Таким образом, изделия спекаются в свободном состоянии без приложения давления.The specified technical result is achieved by the fact that in the inventive manufacturing method, in order to obtain porous preforms with significantly improved antifriction properties, the preforms are pressed from polytetrafluoroethylene powder and a composite powder mixture based on it with zeolites at a pressure of 12.5 MPa and 25 MPa. The porous preforms pressed in such a way are impregnated with M-8B grade engine oil for 24 hours at room temperature and a temperature of 150 ° C, then they are subjected to “free sintering” in a programmable muffle furnace at 375 ° C with a heating rate of 2 ° C / min to 300 ° С and 3 ° С / min up to 375 ° С (holding time 0.3 h per 10 -3 m of sample thickness). After exposure, the oven is turned off and the product cools with the oven. The term "free sintering" means that the pressed products are removed from the molds and then sent for heat treatment in a muffle furnace. Thus, the products are sintered in a free state without the application of pressure.
Преимуществом технологии получения пористых заготовок из ПТФЭ и композитов на его основе является то, что для ее реализации не требуется использования фреонов и других компонентов, которые при взаимодействии между собой выделяют газообразные (вредные для человека) вещества, и также специального технологического оборудования.The advantage of the technology for producing porous preforms from PTFE and composites based on it is that its implementation does not require the use of freons and other components that, when interacting with each other, emit gaseous (harmful to humans) substances, as well as special technological equipment.
ПТФЭ (фторопласт - 4) - промышленный продукт (ГОСТ 10007-80), представляющий собой белый рыхлый порошок со степенью кристалличности до спекания 95-98%, после спекания 50-70% плотностью 2,17-2,19 г/см3, температурой плавления 327°С.PTFE (fluoroplast - 4) is an industrial product (GOST 10007-80), which is a white loose powder with a crystallinity of 95–98% before sintering, after 50–70% sintering with a density of 2.17–2.19 g / cm 3 , melting point 327 ° C.
Цеолиты представляют собой алюмосиликаты общей формулы Me2/nO×Al2O3×xSiO2×yH2O, где Me - щелочной или щелочноземельный металл, n - степень его окисления. Цеолиты относятся к сорбентам с микропористой структурой, обладают высокой адсорбционной активностью и молекулярно-ситовыми свойствами (5. Челищев Н.Ф., Берштейн Б.Г., Володин В.Ф. Цеолиты - новый тип минерального сырья. - М.: Недра, 1987. - 157 с.).Zeolites are aluminosilicates of the general formula Me 2 / n O × Al 2 O 3 × xSiO 2 × yH 2 O, where Me is an alkaline or alkaline earth metal, n is its oxidation state. Zeolites are sorbents with a microporous structure, have high adsorption activity and molecular sieve properties (5. Chelishchev N.F., Bershtein B.G., Volodin V.F. Zeolites - a new type of mineral raw material. - M .: Nedra, 1987 .-- 157 p.).
Моторное масло М-8В (ГОСТ 10541-78) - смесь дистиллятного и остаточного компонентов или дистиллятного компонента узкого фракционного состава с эффективной композицией присадок.Motor oil M-8B (GOST 10541-78) is a mixture of distillate and residual components or a distillate component of a narrow fractional composition with an effective composition of additives.
Отработку давления прессования заготовок производили на 4-х образцах из ПТФЭ, прессованных при давлениях 12,5; 25,0; 37,5; 50 МПа и пропитанных в моторном масле марки М-8В в течение 24 часов при комнатной температуре и температуре 150°С. Зависимость скорости массового изнашивания и коэффициента трения маслонаполненных композитов на основе ПТФЭ приведены в табл.1.Testing of the pressing pressure of the billets was performed on 4 samples of PTFE, pressed at pressures of 12.5; 25.0; 37.5; 50 MPa and soaked in M-8B brand engine oil for 24 hours at room temperature and a temperature of 150 ° C. The dependence of the mass wear rate and the friction coefficient of oil-filled composites based on PTFE are given in Table 1.
Триботехнические характеристики композитов (коэффициент трения и скорость массового изнашивания) определяли при испытаниях по общепринятым методикам (ГОСТ 11629-75). Скорость изнашивания и коэффициент трения полимерных композитов определяют на машине трения СМЦ-2 (схема трения «вал-втулка» при контактном давлении 0,5-2 МПа, скорость скольжения 0,39 м/с, контртело - стальной вал из стали 45 с твердостью 45-50 HRC и шероховатостью Ra=0,06-0,07 мкм).The tribotechnical characteristics of the composites (friction coefficient and mass wear rate) were determined during testing according to generally accepted methods (GOST 11629-75). The wear rate and the coefficient of friction of polymer composites are determined on a SMC-2 friction machine (shaft-sleeve friction scheme at contact pressure 0.5-2 MPa, sliding speed 0.39 m / s, counterbody - steel shaft made of steel 45 with hardness 45-50 HRC and roughness R a = 0.06-0.07 μm).
Пористость отпрессованных заготовок определяют по значениям плотности компонентов (ГОСТ 12730.1). Пористые материалы получают путем изменения удельного давления прессования композита от 12,5 до 50 МПа.The porosity of the pressed blanks is determined by the density of the components (GOST 12730.1). Porous materials are obtained by changing the specific pressure of the composite pressing from 12.5 to 50 MPa.
Необходимое давление прессования заготовок из порошка ПТФЭ определяется из условия достижения максимальной износостойкости пропитанного в дальнейшем в моторном масле композита.The necessary pressing pressure of the PTFE powder preforms is determined from the condition of achieving maximum wear resistance of the composite impregnated in the engine oil in the future.
Установлено, что прессование заготовок из маслонаполненного ПТФЭ при давлении 12,5 МПа и 25,0 МПа приводит к снижению скорости массового изнашивания в зависимости от нагрузки при трении в 85-190 раз и коэффициента трения до 2-х раз по сравнению с чистым ПТФЭ. Снижение коэффициента трения свидетельствует о том, что пара трения работает в режиме самосмазывания (табл.1).It was found that the pressing of oil-filled PTFE preforms at a pressure of 12.5 MPa and 25.0 MPa leads to a decrease in the mass wear rate depending on the friction load by 85-190 times and the friction coefficient up to 2 times compared to pure PTFE. A decrease in the coefficient of friction indicates that the friction pair is operating in the self-lubrication mode (Table 1).
С целью снижения вязкости моторного масла, и, соответственно, повышения количества впитанного масла, повышена температура пропитки до 150°С отпрессованных заготовок под давлением 12,5 МПа и 25 МПа. Максимальная температура пропитки заготовок моторным маслом выбрана исходя из того, что температура вспышки моторного масла М-8 В соответствует 200°С. Зависимость скорости массового изнашивания и коэффициента трения маслонаполненных композитов на основе ПТФЭ от температуры пропитки заготовок приведены в табл.2.In order to reduce the viscosity of engine oil, and, accordingly, increase the amount of absorbed oil, the temperature of the impregnation has been increased to 150 ° C of pressed blanks under a pressure of 12.5 MPa and 25 MPa. The maximum impregnation temperature of the workpieces with engine oil was chosen based on the fact that the flash point of the engine oil M-8 V corresponds to 200 ° C. The dependence of the mass wear rate and the coefficient of friction of oil-filled PTFE-based composites on the temperature of impregnation of preforms is given in Table 2.
Необходимая температура пропитки заготовок из политетрафторэтилена также определяется из условия достижения максимальной износостойкости маслонаполненного материала. Установлено, что количество впитанной смазки полимерным образцом при температуре 150°С в 2-7 раз больше, чем при комнатной температуре. Износостойкость маслонаполненного ПТФЭ возросла до 320 раз, по сравнению с полимером, полученным пропиткой образца при комнатной температуре, и до 725 раз по сравнению с исходным немаслонаполненным политетрафторэтиленом.The required temperature for the impregnation of preforms made of polytetrafluoroethylene is also determined from the condition of achieving maximum wear resistance of oil-filled material. It was found that the amount of grease absorbed by the polymer sample at a temperature of 150 ° C is 2-7 times greater than at room temperature. The wear resistance of oil-filled PTFE has increased up to 320 times, compared to the polymer obtained by impregnating the sample at room temperature, and up to 725 times compared to the original non-oil-filled polytetrafluoroethylene.
Оценку эффективности предлагаемого способа проводили также на композиции из политетрафторэтилена и активированного в течение 2-х мин природного цеолита. В этом случае активированные природные цеолиты использованы в качестве поглотителей жидкой смазки, так как цеолиты характеризуются высокой адсорбционной способностью.Evaluation of the effectiveness of the proposed method was also carried out on a composition of polytetrafluoroethylene and natural zeolite activated for 2 minutes. In this case, activated natural zeolites are used as absorbers of liquid lubricant, since zeolites are characterized by high adsorption capacity.
Заготовки из композиции ПТФЭ + цеолиты изготавливали по следующей технологии: композицию из порошков ПТФЭ и активированного цеолита смешивают в лопастном смесителе в течение 2 мин при скорости 2000 об/мин с последующей сушкой в вакуумном шкафу (2 ч при 393-413 К), заготовки прессуют под давлением 12,5 и 25 МПа, затем отпрессованные заготовки пропитывают моторным маслом марки М-8В в течение 24 часов при комнатной температуре и температуре 150°С, спекают в программируемой муфельной печи при температуре 375±5°С. Количество впитанного масла оценивают по разнице масс образцов до и после спекания.The blanks from the PTFE + zeolite composition were made according to the following technology: the composition of PTFE and activated zeolite powders was mixed in a paddle mixer for 2 min at a speed of 2000 rpm, followed by drying in a vacuum oven (2 h at 393-413 K), the blanks were pressed at a pressure of 12.5 and 25 MPa, then the pressed blanks are impregnated with M-8B engine oil for 24 hours at room temperature and a temperature of 150 ° C, sintered in a programmable muffle furnace at a temperature of 375 ± 5 ° C. The amount of absorbed oil is estimated by the difference in mass of the samples before and after sintering.
Отработку заявляемого способа производили на 4-х различных по составу композициях. Необходимое количество активированного природного цеолита определяют также из условия достижения максимальной износостойкости маслонаполненного композита. Зависимость триботехнических характеристик маслонаполненных композитов от содержания природных цеолитов приведена в табл.3.The development of the proposed method was performed on 4 different compositions. The required amount of activated natural zeolite is also determined from the condition of achieving maximum wear resistance of the oil-filled composite. The dependence of the tribotechnical characteristics of oil-filled composites on the content of natural zeolites is given in Table 3.
Наименьшая скорость массового изнашивания, соответственно, максимальная износостойкость достигнуты при добавлении в политетрафторэтилен 5 мас.% активированного природного цеолита. Скорость массового изнашивания пропитанного моторным маслом композита на основе ПТФЭ и 5 мас.% активированного цеолита снижается до 1000 раз по сравнению с политетрафторэтиленом, полученным по стандартной технологии. При увеличении концентрации цеолитов до 10 мас.% в полимерном композиционном материале зарегистрировано повышение скорости массового изнашивания маслонаполненного композита. Это связано с тем, что частицы природных цеолитов выступают не только в качестве поглотителей жидкой смазки, но и структурно-активного агента. Структурными исследованиями показано, что при добавлении цеолита в количестве 5 мас.% в политетрафторэтилен происходит формирование более упорядоченной структуры полимерного композиционного материала, что приводит к повышению сопротивления материала к износу и, соответственно, износостойкости. Повышение концентрации цеолита в полимерном композите до 10 мас.% приводит к формированию рыхлой структуры композита с дефектными областями, что связано с образованием агломератов из частиц цеолитов.The lowest mass wear rate, respectively, the maximum wear resistance is achieved when 5 wt.% Activated natural zeolite is added to polytetrafluoroethylene. The mass wear rate of a composite based on PTFE and 5 wt.% Activated zeolite impregnated with engine oil is reduced to 1000 times compared to polytetrafluoroethylene obtained by standard technology. With an increase in the concentration of zeolites to 10 wt.% In the polymer composite material, an increase in the mass wear rate of the oil-filled composite was recorded. This is due to the fact that particles of natural zeolites act not only as absorbers of liquid lubricant, but also as a structurally active agent. Structural studies have shown that when zeolite is added in an amount of 5 wt.% To polytetrafluoroethylene, a more ordered structure of the polymer composite material is formed, which leads to an increase in the material's resistance to wear and, accordingly, wear resistance. An increase in the concentration of zeolite in the polymer composite to 10 wt.% Leads to the formation of a loose structure of the composite with defective regions, which is associated with the formation of agglomerates from particles of zeolites.
Композиция ПТФЭ + 5 мас.% активированного цеолита также пропитывалась моторным маслом марки М-8В в течение 24 часов при температуре 150°С, затем подвергалась «свободному спеканию» при температуре 375±5°С в программируемой муфельной печи.The composition of PTFE + 5 wt.% Activated zeolite was also impregnated with M-8B motor oil for 24 hours at a temperature of 150 ° C, then subjected to “free sintering” at a temperature of 375 ± 5 ° C in a programmable muffle furnace.
Зависимость триботехнических характеристик композитов ПТФЭ + 5 мас.% активированного цеолита от температуры пропитки приведена в табл.4.The dependence of the tribotechnical characteristics of PTFE composites + 5 wt.% Activated zeolite on the impregnation temperature is given in Table 4.
Установлено, что для получения износостойкой композиции на основе ПТФЭ и активированного в течение 2 мин цеолита заготовку следует изготовить под удельным давлением 25 МПа в отличие от заготовки на основе только ПТФЭ. Это связано с тем, что введение твердых частиц в полимерную матрицу создает на границе раздела фаз полимер-наполнитель дополнительные перенапряжения (дефектные зоны), которые снижают прочность композита. В связи с этим, при удельном давлении прессования заготовки 12,5 МПа не удается достичь достаточно плотной упаковки частиц полимерной матрицы и наполнителя, что приводит к снижению прочности и, соответственно, износостойкости композита.It was found that in order to obtain a wear-resistant composition based on PTFE and a zeolite activated for 2 min, the preform should be manufactured under a specific pressure of 25 MPa, in contrast to the preform based on only PTFE. This is due to the fact that the introduction of solid particles into the polymer matrix creates additional overvoltages (defective zones) at the polymer-filler interface, which reduce the strength of the composite. In this regard, at a specific pressing pressure of the preform of 12.5 MPa, it is not possible to achieve a sufficiently dense packing of particles of the polymer matrix and filler, which leads to a decrease in the strength and, accordingly, the wear resistance of the composite.
Установлено, что пропитка заготовки из композиционной смеси ПТФЭ + 5 мас.% при 150°С приводит к снижению массового изнашивания в 6 раз полимерных композитов, полученных пропиткой при высокой температуре при повышении нагрузки от 1 до 2 МПа, хотя износостойкость композитов при удельной нагрузке трения 1 МПа не зависит от температуры пропитки.It was found that the impregnation of a preform from a composite mixture of PTFE + 5 wt.% At 150 ° C reduces the mass wear by 6 times of polymer composites obtained by impregnation at high temperature with an increase in load from 1 to 2 MPa, although the wear resistance of composites under a specific friction load 1 MPa is independent of the impregnation temperature.
Значительное повышение износостойкости ПТФЭ и композиционного материала на его основе с активированными природными цеолитами с использованием моторного масла М-8В позволяет существенно увеличить ресурс работы и надежность узлов трения и машин в целом.A significant increase in the wear resistance of PTFE and composite material based on it with activated natural zeolites using M-8B engine oil can significantly increase the service life and reliability of friction units and machines in general.
Пример получения износостойкого материала из политетрафторэтилена и композиции на его основе с использованием активированного цеолита: цеолит помещают в рабочие барабаны планетарной мельницы и подвергают активации за счет центробежных сил в течение 2 мин. Затем 5 г активированного цеолита смешивают с 95,0 г политетрафторэтилена в лопастном смесителе в течение 1-3 мин при скорости 2000 об/мин с последующей сушкой в вакуумном шкафу (2 ч при 393-413 К), далее заготовку прессуют под давлением 25,0 МПа, затем отпрессованную заготовку пропитывают моторным маслом марки М-8В в течение 24 часов при температуре 150°С и подвергают ее «свободному спеканию» в программируемой муфельной печи.An example of obtaining a wear-resistant material from polytetrafluoroethylene and a composition based on it using activated zeolite: the zeolite is placed in the working drums of a planetary mill and subjected to activation by centrifugal forces for 2 minutes. Then 5 g of activated zeolite is mixed with 95.0 g of polytetrafluoroethylene in a paddle mixer for 1-3 minutes at a speed of 2000 rpm, followed by drying in a vacuum oven (2 hours at 393-413 K), then the workpiece is pressed under a pressure of 25, 0 MPa, then the pressed billet is impregnated with M-8B engine oil for 24 hours at a temperature of 150 ° C and subjected to its “free sintering” in a programmable muffle furnace.
Техническо-экономическая эффективностьTechnical and economic efficiency
Использование заявляемого изобретения позволяет получать полимерные материалы из политетрафторэтилена и композиции на его основе с использованием активированного цеолита и моторного масла марки М-8В, обладающие эффектом самосмазывания и имеющие износостойкость в 720-1000 раз выше, чем у исходного политетрафторэтилена, что позволяет их использовать при изготовлении деталей металлополимерных узлов трения машин различных видов техники.The use of the claimed invention allows to obtain polymeric materials from polytetrafluoroethylene and compositions based on it using activated zeolite and motor oil grade M-8B, which have a self-lubricating effect and have a wear resistance of 720-1000 times higher than the original polytetrafluoroethylene, which allows them to be used in the manufacture parts of metal-polymer friction units of machines of various types of equipment.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009132447/05A RU2421480C2 (en) | 2009-08-27 | 2009-08-27 | Method of preparing wear-resistant composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009132447/05A RU2421480C2 (en) | 2009-08-27 | 2009-08-27 | Method of preparing wear-resistant composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009132447A RU2009132447A (en) | 2011-03-10 |
| RU2421480C2 true RU2421480C2 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=44738264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009132447/05A RU2421480C2 (en) | 2009-08-27 | 2009-08-27 | Method of preparing wear-resistant composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2421480C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552752C2 (en) * | 2012-10-25 | 2015-06-10 | Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" | Frictional material |
| WO2022115104A1 (en) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Treating three-dimensional printed objects with liquid oil |
-
2009
- 2009-08-27 RU RU2009132447/05A patent/RU2421480C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Энциклопедия полимеров, т.2. - М.: Советская энциклопедия, 1974, с.351. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552752C2 (en) * | 2012-10-25 | 2015-06-10 | Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" | Frictional material |
| WO2022115104A1 (en) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Treating three-dimensional printed objects with liquid oil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009132447A (en) | 2011-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101648986B1 (en) | Sliding bearing having improved lubrication property | |
| KR101066789B1 (en) | Sinter bearing and maufacturing method thereof | |
| US20090311129A1 (en) | Abrasion resistant sintered copper base cu-ni-sn alloy and bearing made from the same | |
| TW201345630A (en) | New metal powder and use thereof | |
| US9663844B2 (en) | Sintered alloy superior in wear resistance | |
| CN1297679C (en) | Valve guide for internal combustion engine made from iron base sintered alloy | |
| RU2421480C2 (en) | Method of preparing wear-resistant composition | |
| JP6424983B2 (en) | Iron-based sintered oil-impregnated bearing | |
| Red'Kin | Lubricants with ultradisperse diamond–graphite powder | |
| Pawlak et al. | h-BN lamellar lubricant in hydrocarbon and formulated oil in porous sintered bearings (iron+ h-BN) | |
| CN110129667B (en) | Wear-resistant material, bearing and preparation method of bearing | |
| JP7024291B2 (en) | Iron-based sintered bearings and iron-based sintered oil-impregnated bearings | |
| RU2374174C2 (en) | Method of producing graphitised material | |
| JP2009007433A (en) | Copper-based oil-containing sintered sliding member and method for producing the same | |
| US2301756A (en) | Powder metal bearing and method of making the same | |
| RU2114874C1 (en) | Antifriction polymer composition with sealing capability | |
| US6833018B1 (en) | Powder metal materials including glass | |
| KR101433457B1 (en) | Manufacturing method of lithium complex grease | |
| RU2295546C1 (en) | Antifriction composition | |
| RU2454439C1 (en) | Polymer material for tribotechnical purposes | |
| RU2319713C1 (en) | Composition polymeric material of tribotechnical designation | |
| JP2008297361A (en) | Copper-based oil-impregnated sintered sliding member | |
| RU2665429C1 (en) | Fluoroplastic-based antifriction polymer composition | |
| RU2400328C2 (en) | Joint of switchset and method of joint sleeve production | |
| KR102528463B1 (en) | Lubrication-Free Bearings/Bushings Manufacturing Method Using PTFE-based Polymer Composite Films |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180828 |