RU2567293C2 - Антифрикционный полимерный композиционный материал - Google Patents
Антифрикционный полимерный композиционный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2567293C2 RU2567293C2 RU2013154388/05A RU2013154388A RU2567293C2 RU 2567293 C2 RU2567293 C2 RU 2567293C2 RU 2013154388/05 A RU2013154388/05 A RU 2013154388/05A RU 2013154388 A RU2013154388 A RU 2013154388A RU 2567293 C2 RU2567293 C2 RU 2567293C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite material
- polymer composite
- polytetrafluoroethylene
- antifriction
- antifriction polymer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к антифрикционным полимерным композиционным материалам, предназначенным для изготовления деталей смазываемых и металлополимерных узлов трения машин и агрегатов. Антифрикционный полимерный композиционный материал включает (мас.%): политетрафторэтилен (88-93); скрытокристаллический графит (6,0-8,0); двуокись кремния (1,0-4,0%).Изобретение приводит к повышению износостойкости и снижению трудоемкости изготовления композиционного материала. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к антифрикционным полимерным композиционным материалам, предназначенным для изготовления деталей смазываемых и несмазываемых узлов трения машин и агрегатов.
Известны антифрикционные полимерные композиционные материалы на основе политетрафторэтилена, например, антифрикционный композиционный материал (а.с. №1812190, МПК C08J 5/16, опубл. 30.04.1993). Он содержит политетрафторэтилен (ПТФЭ), порошки дисульфида молибдена, оловянно-свинцовой бронзы и углеродный наполнитель в виде углеродного волокна с длиной волокон 0,05-0,5 мм. Углеродные волокна получают из выдержанного в течение 48 часов в жидком фреоне карбонизированного углеволокнистого материала, высушенного и измельченного в присутствии порошка ПТФЭ до волокон указанной длинны.
Известным композиционным материалам присущи недостатки, ограничивающие область их применения и снижающие надежность и долговечность узлов трения машин. Основным недостатком является недостаточная износостойкость известных композиционных материалов. Кроме того, технология подготовки углеродного материала и порошка бронзы достаточно сложны и малопроизводительны (длительная обработка углеродного материала в жидком фреоне и последующая сушка, длительная обработка порошка бронзы в водородной среде для восстановления окисленных частиц бронзы), но необходимы для усиления адгезионного взаимодействия компонентов материала с полимерной матрицей.
Известен также полимерный антифрикционный композиционный материал (патент на изобретение №2307130 C1, МПК G08J 5/16, опубл. 27.09.2007), который содержит компоненты в следующем соотношении, масс.%: политетрафторэтилен - 81,5-87,0; дисульфид молибдена - 1,5-2,0; скрытокристаллический графит - 6,0-10,0; углеродное волокно - 4,0-7,0 с длиной волокон 0,05-0,5 мм. Этот материал наиболее близок по своей физической сущности к предлагаемому композиционному материалу, однако этому известному материалу также присущи недостатки, снижающие надежность и долговечность узлов трения, изготовленных с использованием этого материала, поскольку его износостойкость остается недостаточно высокой и не удовлетворяет современным требованиям к надежности и долговечности узлов трения и машин в целом. Кроме того, технологии подготовки порошка бронзы и углеродного волокна с контролем длины его волокон достаточно сложны и трудоемки.
Техническим результатом изобретения является - повышение износостойкости, упрощение технологии и снижение трудоемкости изготовления изделий из композиционного материала.
Указанный технический результат достигается тем, что в антифрикционном полимерном композиционном материале на основе политетрафторэтилена, содержащем углеродный наполнитель в виде порошка скрытокристаллического графита с удельной поверхностью 50-75 м2/г, согласно заявленному изобретению, вторым наполнителем служит нанопорошок двуокиси кремния (ГОСТ 18307-78), причем компоненты взяты в следующем соотношении масс. %: политетрафторэтилен 88-93%; скрытокристаллический графит 6-8%, двуокись кремния 1,0-4,0%.
Данное техническое решение позволяет исключить длительную и трудоемкую операцию подготовки и измельчения порошка бронзы.
Кроме того, упрощение технологии изготовления связано с исключением углеродного волокна из состава композиционного материала, поскольку предварительная подготовка углеродного волокна предусматривает выполнение ряда операций. Для получения углеродного волокна используют карбонизованный углеволокнистый материал (ткань) на гидратцеллюлозной основе. Ткань предварительно выдерживают в жидком фреоне не менее 48 часов, затем разрезают на небольшие кусочки размером не более 30×30 мм и помещают в мельницу для измельчения при частоте вращения ножей не менее 2800-1 мин. Следовательно, степень упрощения технологии и снижения трудоемкости изготовления изделий из заявленного композиционного материала определяется трудоемкостью выше названных операций, которые отсутствуют в технологии производства изделий из заявленного материала.
Повышение износостойкости композиционного материала достигается благодаря чрезвычайно высокой структурно-энергетической активности нового наноразмерного порошка - компонента двуокиси кремния, выполняющего роль структурно-активного модификатора полимерной матрицы. Он оказывает существенное влияние на адгезионное взаимодействие компонентов, интенсивность образования центров кристаллизации и эффективность структурообразующих процессов, что способствует формированию более плотной аморфно-кристаллической структуры полимерного нанокомпозита с повышенными триботехническими свойствами.
Пример. Для изготовления композиционного материала берут политетрафторэтилен - фторопласт-4 марки ПН в количестве 90 мас. % от массы образца, скрытокристаллический графит - 8 мас. % и двуокиси кремния - 2,0 мас. % и смешивают в смесителе с частотой вращения ротора не менее 7000 мин-1 в течение 2,0-2,5 мин. Композиционную смесь равномерно засыпают в пресс-форму и прессуют при давлении 90-100 МПа. Отпрессованную заготовку спекают в печи при температуре 360±5°C с выдержкой при названной температуре из расчета 8-9 мин на 1 мм толщины стенки заготовки. Нагрев заготовок до температуры спекания производят со скоростью 1,5-2,0 град/мин, охлаждение от температуры спекания до 327°C - со скоростью 0,3-0,4 град/мин и от 327°C до 20-25°C охлаждают вместе с печью.
Оценку характеристик триботехнических свойств предлагаемого композиционного материала и определение оптимального содержания компонентов производили путем изготовления образцов предлагаемого материала по технологии, описанной в примере, и последующего испытания на трибометре. В таблице 1 приведены составы четырех композиций и показатели триботехнических свойств (скорость изнашивания, коэффициент трения) композиционных материалов, полученные при испытании трех образцов каждой композиции.
Приведенные в таблице результаты показывают, что заявленный полимерный композиционный материал имеет среднее значение скорости изнашивания 5,9·10-4 г/ч и коэффициент трения 0,08.
В то же время прототип имеет средние показатели триботехнических свойств - 20,2·10-4 г/ч и 0,078 (см. патент на изобретение №2307130). Таким образом, заявленный антифрикционный полимерный композиционный материал имеет меньшую в 3,4 раза среднюю скорость изнашивания при одинаковом с прототипом коэффициенте трения.»
Следовательно, применение заявленного материала, обладающего более высокой износостойкостью, обеспечит повышение надежности и долговечности соответствующих узлов трения машин минимум в 3 раза без увеличения потерь мощности на трение при прочих равных условиях.
Claims (1)
- Антифрикционный полимерный композиционный материал, состоящий из политетрафторэтилена, порошка скрытокристаллического графита с удельной поверхностью 50-75 м2/г, отличающийся тем, что второй наполнитель представляет собой наноразмерный порошок двуокиси кремния, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
политетрафторэтилен 88-93 скрытокристаллический графит 6,0-8,0 двуокись кремния 1,0-4,0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154388/05A RU2567293C2 (ru) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Антифрикционный полимерный композиционный материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154388/05A RU2567293C2 (ru) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Антифрикционный полимерный композиционный материал |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013154388A RU2013154388A (ru) | 2015-06-20 |
RU2567293C2 true RU2567293C2 (ru) | 2015-11-10 |
Family
ID=53433407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013154388/05A RU2567293C2 (ru) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Антифрикционный полимерный композиционный материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2567293C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2647736C2 (ru) * | 2016-05-30 | 2018-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВО ТГТУ | Двухстадийный способ получения массивных блочных изделий на основе политетрафторэтилена и молекулярных композитов из ультрадисперсного политетрафторэтилена и наночастиц кремния и титана |
RU2727417C1 (ru) * | 2019-09-23 | 2020-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (Первый казачий университет" | Антифрикционный нанокомпозит |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2307130C1 (ru) * | 2006-04-05 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" | Полимерный антифрикционный композиционный материал |
RU70945U1 (ru) * | 2007-08-10 | 2008-02-20 | Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно) | Опорная шайба рабочего колеса многоступенчатого погружного центробежного насоса для добычи нефти |
RU2007114572A (ru) * | 2006-10-04 | 2008-10-27 | Сергей Михайлович Романов (UA) | Антифрикционный материал романит-увлш, способ его получения и элемент узла трения |
-
2013
- 2013-12-06 RU RU2013154388/05A patent/RU2567293C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2307130C1 (ru) * | 2006-04-05 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" | Полимерный антифрикционный композиционный материал |
RU2007114572A (ru) * | 2006-10-04 | 2008-10-27 | Сергей Михайлович Романов (UA) | Антифрикционный материал романит-увлш, способ его получения и элемент узла трения |
RU70945U1 (ru) * | 2007-08-10 | 2008-02-20 | Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно) | Опорная шайба рабочего колеса многоступенчатого погружного центробежного насоса для добычи нефти |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2647736C2 (ru) * | 2016-05-30 | 2018-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВО ТГТУ | Двухстадийный способ получения массивных блочных изделий на основе политетрафторэтилена и молекулярных композитов из ультрадисперсного политетрафторэтилена и наночастиц кремния и титана |
RU2727417C1 (ru) * | 2019-09-23 | 2020-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (Первый казачий университет" | Антифрикционный нанокомпозит |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013154388A (ru) | 2015-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105860524B (zh) | 一种热塑性低摩擦耐磨复合材料及其制备方法 | |
KR101538279B1 (ko) | 개질 폴리이미드 마모층을 갖는 3층 복합 자체 윤활 활주 베어링 및 그 제조 방법 | |
CN102503546B (zh) | 热压烧结金刚石工具用石墨模具抗氧化浸渍剂及其配制方法和处理方法 | |
CN108046803B (zh) | 一种添加沥青焦生产的高强度石墨制品及方法 | |
CN103214788A (zh) | 一种耐磨、高强、轻质的聚醚醚酮复合材料 | |
RU2525492C2 (ru) | Антифрикционный полимерный композиционный материал | |
CN105236983A (zh) | 一种采用新工艺制备高速列车受电弓滑板碳滑板的方法 | |
CN104893288A (zh) | 用于超声电机的多孔含油聚酰亚胺复合材料及制备方法 | |
CN110482526B (zh) | 一种以鸡蛋清为前驱体的生物质多孔碳电磁吸波材料的制备方法 | |
RU2567293C2 (ru) | Антифрикционный полимерный композиционный материал | |
CN104927354A (zh) | 一种聚酰亚胺基自润滑复合材料及其制备方法 | |
Shangguan et al. | Tribological properties of lanthanum treated carbon fibers reinforced PTFE composite under dry sliding condition | |
RU2307130C1 (ru) | Полимерный антифрикционный композиционный материал | |
Midan et al. | Effect of carbon fiber content on mechanical and tribological properties of carbon/phenolic resin composites | |
RU2552744C2 (ru) | Базальтофторопластовый композиционный материал триботехнического назначения | |
Voropaev et al. | On the effect of intermediate pressing of preforms on the formation of a defect-free structure of finished products from carbon fiber-filled polytetrafluoroethylene | |
RU2452745C1 (ru) | Антифрикционная композиция | |
CN112375315B (zh) | 基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料及其制备方法 | |
Li et al. | Friction and wear properties of carbon fiber reinforced polypropylene composites | |
CN102093656B (zh) | 一种芳纶浆粕增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法 | |
Craciun et al. | Aspects regarding manufacturing technologies of composite materials for brake pad application | |
RU2454439C1 (ru) | Полимерный материал триботехнического назначения | |
CN103113109A (zh) | 一种碳化硼陶瓷的制备方法 | |
CN109487115B (zh) | 一种以蔗糖为粘结剂的铜-碳复合材料制备方法 | |
CN106566168A (zh) | 一种耐热半芳香族尼龙/聚苯醚合金材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171207 |