RU2788089C1 - Антифрикционное твердосмазочное полимерное покрытие - Google Patents
Антифрикционное твердосмазочное полимерное покрытие Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788089C1 RU2788089C1 RU2022122093A RU2022122093A RU2788089C1 RU 2788089 C1 RU2788089 C1 RU 2788089C1 RU 2022122093 A RU2022122093 A RU 2022122093A RU 2022122093 A RU2022122093 A RU 2022122093A RU 2788089 C1 RU2788089 C1 RU 2788089C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer coating
- fullerene
- friction
- orthoxylene
- antifriction
- Prior art date
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 title description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 20
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N Molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N o-xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001050 lubricating Effects 0.000 claims abstract description 9
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-Ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 7
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N Cadmium oxide Chemical compound [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N Silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003135 Vibrissae Anatomy 0.000 description 1
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к антифрикционным твердосмазочным полимерным покрытиям и может быть использовано в машиностроении, в частности в подшипниках скольжения вкладышей коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, а также в других сопряжениях. Антифрикционное твердосмазочное полимерное покрытие содержит дисульфид молибдена, фуллерен, ортоксилол и связующее, которое содержит эпоксидную смолу, меламино-формальдегидную смолу, полиэфир, ацетон и этилцеллозольв при следующем соотношении компонентов, мас.%: дисульфид молибдена 54-67, фуллерен 0,0006-0,0008, ортоксилол 3,5-12,0, эпоксидная смола 12-28, меламино-формальдегидная смола 5,1-6,3, полиэфир 5,8-6,0, ацетон 2,4-3,0, этилцеллозольв 2,8-12,1. Изобретение обеспечивает покрытию повышение антифрикционных свойств, увеличение износостойкости при высоких циклических нагрузках и повышение прочностных характеристик. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к антифрикционным твердосмазочным полимерным покрытиям и может быть использовано в машиностроении, в частности в подшипниках скольжения вкладышей коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, а также в других сопряжениях.
Известно антифрикционное композиционное полимерное покрытие, содержащее дисульфид молибдена, графит и оксид кадмия (см. патент РФ №2211260).
Недостатком покрытия является высокий уровень ускоренного износа из-за низких прочностных характеристик полимерного покрытия, сложность в технологии изготовления, наличие в покрытии вредной окиси кадмия.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является антифрикционное твердосмазочное покрытие, содержащее дисульфид молибдена, коллоидный графит, связующее, в качестве которого используют эпоксифенольный лак и усы карбида кремния β-модификации с отношением длины к диаметру 30-300 (см. патент РФ №2017800).
Недостатком данного антифрикционного твердосмазочного покрытия являются низкие прочностные характеристика, вследствие чего, при интенсивных нагрузках антифрикционное твердосмазочное покрытие быстро срабатывается, кроме того, использование в связующем фенольных составляющих, делает технологию изготовления очень вредной.
Техническим результатом является повышение антифрикционных свойств композиции, увеличение износостойкости при высоких циклических нагрузках и повышение прочностных характеристик,
Технический результат достигается в антифрикционном твердосмазочном полимерном покрытии, содержащем дисульфид молибдена, фуллерен, ортоксилол и связующее, которое содержит эпоксидную смолу, меламино-формальдегидной смолу, полиэфир, ацетон и этилцеллозольв при следующем соотношении компонентов, мас.%: дисульфид молибдена 54-67, фуллерен 0,0006-0,0008, ортоксилол 3,5-12,0, эпоксидная смола 12-28, меламино-формальдегидная смола 5,1-6,3, полиэфир 5,8-6,0, ацетон 2,4-3,0, этилцеллозольв 2,8-12,1.
Дисульфид молибдена играет роль антифрикционного наполнителя, При эксплуатации на поверхностях пар трения образуется пленка из дисульфида молибдена толщиной несколько микрон, которая предохраняет трущиеся поверхности от непосредственного контакта, за счет чего резко уменьшается коэффициент трения и снижается абразивный износ трущихся поверхностей.
Фуллерен на стальных трущихся поверхностях, например, на поверхностях шеек коленчатого вала, инициирует образование защитной пространственной трибополимерной сетки толщиной 50÷100 нм. Образовавшая пространственная трибополимерная сетка защищает трущиеся поверхности от непосредственного контакта, предотвращает массоперенос между трущимися поверхностями, исключает термическую и окислительную деструкции. Кроме того, благодаря своей пространственной структуре, трибополимерная сетка удерживает в своих микропорах минеральные масла, обеспечивая тем самым малоизносный режим трения, за счет чего, увеличивается время жизни узлов трения в аварийных ситуациях до 5÷7 раз, повышается несущая способность узлов трения в 2÷3 раза, расширяется рабочий интервал давлений узлов трения в 1,5÷2 раза. Присутствие фуллерена в антифрикционном твердосмазочном полимерном покрытии позволяет повысить его прочностные характеристики примерно на 15÷20% и ударопрочность почти в 2 раза.
Ортоксилол выступает в качестве растворителя фуллерена. С помощью ортоксилола фуллерен вводится в состав антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия.
Эпоксидная и меламино-формальдегидная смолы являются основой (матрицей) для полимеризации антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия.
Полиэфир повышает эластичность антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия.
Ацетон и этилцеллозольв используются в качестве растворителей, с помощью которых снижается вязкость полимерной композиции перед ее нанесением на поверхности узлов трения.
Пример.
В реактор загружаются компоненты связующего: эпоксидная смола в количестве 20 г/л, меламино-формальдегидная смола в количестве 5,7 г/л, полиэфир в количестве 5,7 г/л, ацетон в количестве 2,7 г/л и этилцеллозольв в количестве 7,5 г/л. Проводят интенсивное перемешивание в течении нескольких часов при комнатной температуре, в результате чего происходит образование связующей антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия. Растворяют фуллерен в количестве 0,0008 г/л в 7,8 г/л ортоксилола. При интенсивном перемешивании в связующее антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия вводят дисульфид молибдена в количестве 60,5 г/л и раствор фуллерена в ортоксилоле. Покрываемые образцы тщательно обезжиривают органическим растворителем. На высушенные поверхности образцов кистью или валиком наносят в жидком состоянии антифрикционное твердосмазочное полимерное покрытие Образцы с антифрикционным твердосмазочным полимерным покрытием в сушат на воздухе течение 50÷60 минут при температуре 18÷30°С. После чего осуществляют загрузку образцов с высушенным антифрикционным твердосмазочным полимерным покрытием в камеру полимеризации с нагревом от 30°С до 190°С в течение 55÷60 минут. Полимеризация антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия проходит при температуре 190°С в течение 60÷70 минут. Затем образцы с полимеризованным антифрикционным твердосмазочным полимерным покрытием охлаждают в камере полимеризации до комнатной температуры.
Для экспериментальной проверки характеристик антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия изготовлены 7 образцов, в том числе 2 образца по прототипу. В таблице приведены примеры составов антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия и результаты эксплуатационных характеристик.
Из данных таблицы 1 видно, что характеристики предлагаемого антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия значительно превосходят характеристики антифрикционного твердосмазочного полимерного покрытия по прототипу.
Предложенное антифрикционное твердосмазочное полимерное покрытие обладает высокими антифрикционными свойствами, износостойкостью при высоких циклических нагрузках и прочностными характеристиками.
Claims (2)
- Антифрикционное твердосмазочное полимерное покрытие, содержащее дисульфид молибдена и связующее, отличающееся тем, что покрытие в качестве связующего содержит эпоксидную смолу, меламино-формальдегидную смолу, полиэфир, ацетон и этилцеллозольв и дополнительно содержит фуллерен и ортоксилол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
дисульфид молибдена 54-67 фуллерен 0,0006-0,0008 ортоксилол 3,5-12,0 эпоксидная смола 12-28 меламино-формальдегидная смола 5,1-6,3 полиэфир 5,8-6,0 ацетон 2,4-3,0 этилцеллозольв 2,8-12,1
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788089C1 true RU2788089C1 (ru) | 2023-01-16 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4329238A (en) * | 1979-07-30 | 1982-05-11 | Mitrofanova Alla K | Antifriction paste and solid antifriction coating prepared from same |
| RU2017800C1 (ru) * | 1992-12-16 | 1994-08-15 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Антифрикционное твердосмазочное покрытие |
| RU2211260C1 (ru) * | 2001-12-26 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Антифрикционное композиционное покрытие |
| RU2412276C1 (ru) * | 2009-10-28 | 2011-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Состав антифрикционного покрытия |
| JP4932884B2 (ja) * | 2009-05-01 | 2012-05-16 | アクロス株式会社 | 摺動部材用被膜組成物 |
| WO2014099211A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Low friction coatings with improved abrasion and wear properties and methods of making |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4329238A (en) * | 1979-07-30 | 1982-05-11 | Mitrofanova Alla K | Antifriction paste and solid antifriction coating prepared from same |
| RU2017800C1 (ru) * | 1992-12-16 | 1994-08-15 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Антифрикционное твердосмазочное покрытие |
| RU2211260C1 (ru) * | 2001-12-26 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Антифрикционное композиционное покрытие |
| JP4932884B2 (ja) * | 2009-05-01 | 2012-05-16 | アクロス株式会社 | 摺動部材用被膜組成物 |
| RU2412276C1 (ru) * | 2009-10-28 | 2011-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Состав антифрикционного покрытия |
| WO2014099211A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Low friction coatings with improved abrasion and wear properties and methods of making |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5728000B2 (ja) | ピストンおよびそのコーティング | |
| US8232234B2 (en) | Polymer-derived lubricant additive for ultra-low wear applications | |
| EP1350817A1 (en) | A low wear and low friction coating for an article | |
| CN111094468B (zh) | 减摩漆、其制备方法、具有这样的减摩漆的滑动元件及其用途 | |
| RU2788089C1 (ru) | Антифрикционное твердосмазочное полимерное покрытие | |
| US5516587A (en) | Wet multiplate system clutch plate coated with phenolic resin mixture | |
| DE112014005207T5 (de) | Gleitende Motorkomponente | |
| CN114645451A (zh) | 一种层状复合材料及其制备方法、一种自润滑纤维织物复合材料及其制备方法和应用 | |
| US20230287289A1 (en) | Antifriction coating composition | |
| JP6811525B2 (ja) | 軸受材料 | |
| WO2021106274A1 (ja) | 摺動部材用樹脂材料および摺動部材 | |
| JP7262208B2 (ja) | 軸受材料、軸受要素、使用、および方法 | |
| CN108017909A (zh) | 轴承材料、轴承和方法 | |
| EP4010602B1 (en) | Sliding element comprising polymer overlay | |
| JP7376513B2 (ja) | 組成物、それを用いて形成された被膜、該被膜を有する摺動部材およびその製造方法 | |
| RU2017800C1 (ru) | Антифрикционное твердосмазочное покрытие | |
| SU1054381A1 (ru) | Антифрикционна самосмазывающа с композици | |
| WO2020116390A1 (en) | Composition, film formed from the composition, sliding member having the film, and method for producing the same | |
| SU883163A1 (ru) | Композици дл смазочного покрыти | |
| EP1431378A1 (en) | A solid film fubricant system useful in coating a metal, ceramic or polymeric material wear surface | |
| CN116790164A (zh) | 一种多孔储油自润滑耐磨高分子合金涂层及制备方法 | |
| RU2106364C1 (ru) | Антифрикционная модифицирующая композиция для обработки твердой поверхности | |
| JP2020139060A (ja) | 湿式摩擦材 | |
| JP2003065150A (ja) | 摺動部材用組成物 | |
| March et al. | The Frictional Properties of Polytetrafluoroethylene Coatings Rubbing a Polyether Polyurethane Material |