Антифрикционный материал

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявители Производственное деревообрабатывающее объединение Гомельдрев,Инстиут механики металлополимерных систем Академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Производственное деревообрабатывающее объединение Гомельдрев(57) 1. Антифрикционный материал, состоящий из тканой основы адгезионного подслоя, содержащего поливинилацетатную дисперсию и наполнитель, и рабочий слой частиц, содержащих формальдегидную смолу,графит и слюду, отличающийся тем, что частицы рабочего слоя в качестве формальдегидной смолы содержат карбамидоформальдегидную смолу в количестве 12-25 мас. по сухому остатку и имеют размер 0,4-1,5 мм. 2. Антифрикционный материал по п.1, отличающийся тем, что адгезионный подслой дополнительно содержит бутадиенстирольный латекс при соотношении поливинилацетатной дисперсии и латекса 14 и общем количестве смеси латекса и дисперсии 43-57 мас. по сухому остатку.(56) А.с. СССР 1609114, МКИ 08 5/16, В 32 В 27/30, 1987. Изобретение относится к области создания антифрикционных материалов, в частности, для облицовки контактных балок ленточных шлифовальных станков. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является антифрикционный материал, состоящий из рабочего слоя, выполненного из частиц, содержащих связующее вещество, графит и слюду, адгезионного подслоя, содержащего поливинилацетатную дисперсию и наполнители, и тканой основы 1. К недостаткам прототипа относятся экологическая вредность производства, связанная с использованием содержащего в большом количестве свободный фенол связующего и сравнительно высокий коэффициент трения при больших скоростях и площадях контакта. С учетом того, что поставляемый в последнее время бакелитовый лак зачастую содержит до 14 свободного фенола, выброс вредных веществ в окружающую среду при годовой программе выпуска в 12,6 тыс.м 2 антифрикционного материала в год на ПО Гомельдрев может достигать нескольких тысяч литров газообразного фенола. Использование фенолформальдегидной смолы в качестве связующего в частицах рабочего слоя оказывает решающее воздействие на величину коэффициента трения, способствуя его повышению до значений 0,2-0,25 при скоростях порядка 20 м/с и площадях контакта 0,3 м 2. В результате при работе пары трения антифрикционная прокладка - бумажная основа шлифовальной ленты она выходит из строя не из-за износа материала, а по причине разрыва шлифовальной ленты. Для удержания приемлемой, с точки зрения прочности шлифовальной ленты, величины силы трения в прототипе ограничивается размер частиц рабочего слоя величиной 1,0 мм, поскольку увеличение размера частиц также сопровождается ростом коэффициента трения. Таким образом, долговечность материала не может быть увеличена увеличением толщины рабочего слоя. 1919 1 Целью предлагаемого изобретения является повышение долговечности и экологической безопасности производства и эксплуатации материала. Поставленная цель достигается тем, что антифрикционный материал, состоящий из рабочего слоя, выполненного из частиц, содержащих связующее вещество, графит и слюду, адгезионного подслоя, содержащего поливинилацетатную дисперсию и наполнители, и тканой основы, согласно изобретению, содержит в качестве связующего карбамидоформальдегидную смолу в количестве 12-25 мас. по сухому остатку, а размер частиц рабочего слоянаходится в пределах 0,4 мм 1,5 мм. А также тем, что адгезионный подслой содержит дополнительно бутадиенстирольный латекс при соотношении поливинилацетатной дисперсии и латекса 14 и общем количестве смеси латекса и дисперсии в 43-57 мас Существенными признаками, отличающими предлагаемое изобретение от известных, является использование карбамидоформальдегидной смолы вместо фенолформальдегидной, использование частиц рабочего слоя большего, чем в известных материалах размера и использование в качестве клея для адгезионного состава наряду с поливинилацетатной дисперсией ее смеси с бутадиенстирольным латексом. Использование фенолформальдегидной смолы в известных материалах объяснялось необходимостью повышения теплостойкости материала. Но значительное тепловыделение при трении вызывается, как сказано выше, именно использованием этой смолы, вызывающем рост коэффициента трения. Другой причиной тепловыделения является наличие в прототипе оксида хрома, положительное действие которого заключается в повышении твердости частиц рабочего слоя. Замена связующего на карбамидоформальдегидную смолу способствует снижению коэффициента трения и повышению твердости частиц рабочего слоя, что позволяет уменьшить тепловую нагрузку на материал, отказаться от использования оксида хрома и создать возможность увеличения размеров частиц рабочего слоя без ущерба для долговечности работы шлифовальной ленты. Однако максимальный размер частиц связан с предельной теплостойкостью адгезионного подслоя, поскольку при коэффициенте трения 0,25 тепловой поток от пятна контакта частицы размером 1,0 мм с контртелом вызывает на границе раздела адгезионного подслоя и частицы достижение температуры разрушения адгезионной связи и растрескивание самой частицы, что приводит к ускоренному износу материала. Таким образом, снижение коэффициента трения делает возможным применение частиц рабочего слоя большего, чем в известных материалах размера и повышения за счет этого долговечности материала. Содержание свободного фенола в карбамидоформальдегидной смоле в зависимости от марки меньше в 10-50 раз, чем в фенолформальдегидной, что делает процесс производства и использования материала более экологически чистым. Использование смеси поливинилацетатной дисперсии и бутадиенстирольного латекса также решает задачу повышения термостойкости адгезионного подслоя. При совместной полимеризации вышеназванных компонентов при массовом соотношении 14 соответственно образуется сополимер, дифференциальный термический анализ тепловой деструкции которого показывает, что он разрушается при более высокой температуре, чем исходные компоненты. В результате использования адгезионного подслоя предложенного состава уменьшается интенсивность изнашивания антифрикционного материала. Примером конкретного выполнения предлагаемого изобретения является антифрикционный материал,полученный путем нанесения на тканую основу (кирза трехслойная ГОСТ 2291-77) адгезионной композиции, содержащей поливинилацетатную дисперсию (ГОСТ 18992-80) - 60 мас., слюду (ГОСТ 13319-80) - 4 мас., дибутилфталат (ГОСТ 8728-77) - 11 мас. и наполнитель - 25 мас., состоящий из частиц рабочего слоя размеромменьшим 0,4 мм, содержащих карбамидоформальдегидную смолу (ТУ 13-455-80) - 20 мас. по сухому остатку, графит (ГОСТ 6279 - 74 мас., слюду (ГОСТ 13319-80) - 6 мас. и последующего нанесения на адгезионный подслой рабочего слоя из частиц размером , равным 1,5 мм. После выполнения этих операций материал подвергали прокатыванию вальцами при давлении Р 0,5 МПа и последующему термостатированию при температуре 855 С в течение 2 часов. Примером выполнения изобретения по зависимому пункту является материал, полученный нанесением на тканую основу из кирзы трехслойной адгезионного подслоя, состоящего из смеси поливинилацетатной дисперсии с бутадиенстирольным латексом в соотношении 14, составляющей 60 мас. в неотвержденном состоянии, слюды - 4 мас., дибутилфталата - 11 мас., наполнителя - 25 мас. и последующего нанесения частиц рабочего слоя размером , равным 1,5 мм. После получения покрытия материал подвергался прокатке и термостатированию. Испытания образцов материалов проводились на моделирующей работу шлифовальных станков установке для испытания материалов на износ по 1748016 по схеме двусторонний истирающий элемент образец прямоугольного сечения (8025 мм) при скорости перемещения истирающего элемента 15,6 м/с и нагрузке, равной 7,5 Н/пог.см. образца. Коэффициент трения определяли тензометрическим методом, а ин 2 1919 1 тенсивность изнашивания - по потере массы образца. Долговечность материала определяли из соотношения приведенного линейного износа за время испытания и размера частиц рабочего слоя по формуле/ - приведенный линейный износ- время испытаний- потеря массы образца за время испытаний- плотность материала частиц- площадь образца- объемный фактор, учитывающий неравномерность площади образца в горизонтальном сечении. Результаты испытаний приведены в табл. Как видно из представленных данных, заявляемые материалы имеют более низкий коэффициент трения, чем прототип материал по п.1 изобретения имеет равную, а по п.2 - меньшую интенсивность изнашивания по сравнению с прототипом долговечность заявляемых материалов превышает долговечность известного в 1,5 и 1,7 раз соответственно. Компоненты и свойства материала 1 1. Компоненты 1.2. Смола карбамидоформальдегидная 1.3. Бутадиенстирольный латекс 2. Размер частиц рабочего слоя, мм 3. Свойства 3.1. Коэффициент трения 3.2. Интенсивность изнашивания, х 10-8 3.3. Долговечность, час оставитель А.И. Сорокин Редактор В.Н. Позняк Корректор А.М. Бычко Заказ 7465 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3