Способ получения антифрикционного материала

К ПАТЕНТУ СОЗЬ 23/06,(12) СОЗК 3/04 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 54 спосов получвния АНТИФРИКЦИОННОГ 0 МАТЕРИАЛАСпособ получения антифрикционного материала путем смешивания графита с полиэтиленом и последующего прессования смеси,отличающийся тем, что при смешивании берут 35 - 50 мас. мелкодисперсного графита с размерами частиц (5-15) 106 м и порошок полиэтилена низкого давления, а полученный(71) Заявитель Институт радиационных физико-химических проблем Академии наук Беларуси (ВТ)(73) Патентообладатель Институт радиацион ных физико-химических проблем Академии наук Беларуси (В)прессованием смеси образец облучают гаммалучами кобальта-Ы) дозой 400 - 500 кГр.Изобретение относится к способу создания антифрикционного материала на основе полиэтилена и может быть использовано в машиностроении, химической промышленности и других областях для изготовления подшипников скольжения, уплотнений в узлах трения машин и механизмов, например, в насосах для перекачки воды.Известно использование в узлах сухого трения материала, полученного смешением порошков полиэтилена низкого давления И Жглеза, обработанного 1-ным раствором стеариновой кислоты, с хингидрином и пигментами и последующего формования изделия 1.Однако изделия, полученные таким способом, при удовлетворительных антифрик ционных свойствах нельзя эксплуатировать в коррозионных средах и в частности, в насосах для перекачки воды, поскольку материал при этом набухает и хингидрон теряет свою мелкокристаллическую структуру,за счет которой происходит увеличение износостойкости и прочностных свойств. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения антифрикционного материала, включающий смешивание полиэтилена с графитом, измельченными отходами юфти, хромовой кожи и резиновой крошки, а также с молибденовокпспым висмутом, сульфидом натрия и этиленгликолятом кадмия в качестве стабилизатора ипоследующее формование изделия при 413443 К и давлении 70-100 МПа 2 1.Однако материал, полученный таким способом, помшто сложного состава компонентов и сложной технологии их смешения обладает недостаточными антифрикционными и механическимп свойствами.Сущность изобретения заключается в смешивании порошков полиэтилена низкого давления и мелкодисперсного графита с размерами частиц (5-15) 106 м, взятого в количестве 35-50 мас., и в облучении образца, полученного прессованием смеси, гаммалучами кобальта-Ю дозой 400-500 кГр, что позволяет снизить коэффициент трения, увеличить износостойкость и механические характеристикп.Применение порошкообразного полиэтилена низкого давления (ПЭНД) с мол.массой 10-3,0 млн. с диаметром частиц 310-5 м и мелкодисперсного графита с размером частиц 5-15 106 м позволяет значительно упростить технологию смешивания, так как простым механическим путем можно получить однородную смесь, уменьшить вероятность выкрашивания частиц графита и тем самым исключить возможность выкрашенных частиц стать абразивом при попадании между изделием и контртелом.Все это способствует созданию на контртеле стойкой смазочной пленки и приводит к снижению коэффициента трения. При содержании его менее 35 И, ухудшается смазывающая способность материала при трении, а при содержании более 50 стекаются физико-механические характеристики. Проведение гамма-облучения издецшя дозой 400-500 кГр позволяет в значительной степени повысить износостойкость и твердость материала при сохранении прочности самого полиэтилена,так как при этих дозах происходит образование поперечных связей (отливок) в полиэтилене. При облучении дозой свыше 500 кГр снижается прочность.Технология получения антифрикционного материала заключается в следующем.Предварительно куски графита плотностью 2,25 размалывают на мельнице и с помощью набора сит отбирают порошок с размером частиц (5-15) 106 м. Порошок графита в количестве 35-50 смешивают с порошком полиэтилена ПЭНД механическим способом. Затем смесь прессуют при температурах 443-473 К и давлении 5-10 МПа с предварительной подпрессовкой при том же давлении. После охлаждения образцы в виде заготовок или готового изделия облучают гамма-лучами кобальта-60 дозой 400-500 кГр.Испытания антифрикционных свойств образцов проводят на модифицированной установке СИМПТОН, представляющей собой машину трения с вертикальной осью вращения и затопленной парой трения типа кольцо по кольцу. Измерения проводят в воде при частоте вращения 3 тыс. об. мин И давлении 0,5 МПа при температурах 20-80 С.Испытания прочности при сжатии проводят на разрывной машине Р-0,5 на образпах-цилиндрах диаметром 10 мм и высотой 15 мм.Пршиер 1. Смешивают 35 И, порошка графита с размером частиц 1010 м с порошком ПЭНД. Затем смесь помещают в металлическую прессформу и подпрессовывают при давлении 5 МПа, после чего проводят прессование при 443 К и давление 5 МПа. После охлаждения изделие облучают гаьтма-лучашт кобальта-60 на установке УГУ-420 при дозе 400 кГр.Пример 3. То же, только смешивают 50 графита с размером частиц 5 106 м, смесь прессуют при 4 ЗЗК и давлении 5 МПа, а изделие облучают дозой 500 кГр.Состав материала по примерам и результаты испытаний материала, полученного по предлагаемому и известному способу, приведены в таблице.РСЗУЛЬТЗТЫ ИСПЫТЗННЙ ПОКЗЗЫВЗЮТ, ЧТО материал, ПОЛУЧЕННЫЙ ПО предлагаемому СПОСОбу имеет коэффициент трения в 2,5-3,5 раза ниже, а износостойкость на порядок выше по сравнению С ПРОТОТИПОМ. Кроме ТОГО, ИСПЫТЗНИЯ, ПРОВЕДЕННЫЕ ПрИ ПОВЫШВННЫХ температурах ПОКЭЗБЛИ ВЫСОКУЮ ПРОЧНОСТЬ, твердость материала и стойкость его в воде. За времяиспытаний в течение 50 ч при 80 С материал не разбухал, не наблюдалось никаких явно выраженных разрушений.Комплексное улучшение свойств материала позволит вдвое увеличить ресурс работы узлов трения в коррозионных средах, повысить их надежность и срок эксплуатации изделий.Государственное патентное ведомство Республики Беларусь.