Антифрикционная композиция

08 77/00, 08 13/02 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАНБ(73) Патентообладатель Институт механики металлополимерных систем им В.А. Белого НАНБ(57) Антифрикционная композиция, содержащая полиамид, антифрикционный наполнитель, смазку, пластификатор и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что она в качестве смазки и пластификатора содержит льняное масло, включающее жирные кислоты при следующем их соотношении, мас.пальмитиновая и стеариновая кислоты 9-11 олеиновая кислота 13-29 линолевая кислота 15-30 линоленовая кислота 44-61,а в качестве минерального наполнителякаолин при следующем соотношении компонентов, мас.ч. полиамид 100 антифрикционный наполнитель 2,2-7,8 каолин 1,6-6,4 льняное масло 0,7-3,3. Изобретение относится к полимерным самосмазывающимся материалам, преимущественно для изготовления подшипников скольжения тяжелонагруженных узлов трения, работающих в условиях воздействия повышенных температур, например подшипников скольжения аксиально-поршневых насосов. Известна антифрикционная полимерная композиция, содержащая, мас.графит - 10-24, дисульфид молибдена 8-10, политетрафторэтилен 1-3, оксид иттрия 1-3 и полиамид 1. Недостатком композиции является невысокая ударная вязкость, а также высокое водопоглощение. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является антифрикционная композиция, содержащая, мас.ч. полиамид 100, антифрикционный наполнитель (графит или дисульфид молибдена) 3-6, минеральный наполнитель - диоксид титана 2-8, смазку - алкилфенол 0,08-1,2 и пластификатор алкилтрифосфаты алкоксипроизводных титана 0,1-1,8 2. Недостатком этой композиции является невысокая стойкость к термоокислительной деструкции и снижение механической прочности и износостойкости при контакте с минеральным маслом. К недостаткам известной композиции следует отнести также дефицитность используемой смазки - алкилфенола (карданола), получаемого из скорлупы ореха кешью. Кроме того, используемые в композиции алкилтрифосфаты требуют для своего изготовления сложного и длительного технологического процесса и являются токсичными веществами, как и большинство фосфорорганических соединений. Задача изобретения - повышение эксплуатационных и физико-механических свойств. 4648 1 Поставленная задача решается тем, что антифрикционная композиция, содержащая полиамид, антифрикционный наполнитель, смазку, пластификатор и минеральный наполнитель, содержит в качестве смазки и пластификатора льняное масло, включающее жирные кислоты при следующем их соотношении, мас.пальмитиновая и стеариновая кислоты 9-11 олеиновая кислота 13-29 линолевая кислота 15-30 линоленовая кислота 44-61,а в качестве минерального наполнителя - каолин при следующем соотношении компонентов, мас.ч. полиамид 100 антифрикционный наполнитель 2,2-7,8 каолин 1,6-6,4 льняное масло 0,7-3,3. Льняное масло, введенное в композицию, выполняет роль смазки, пластификатора и способствует равномерному распределению частиц наполнителей в объеме полиамида. Содержание льняного масла менее 0,7 мас.ч. снижает антифрикционные свойства композиции, а содержание более 3,3 мас.ч. уменьшает механическую прочность. Введенный в композицию каолин повышает механическую прочность и теплостойкость полиамида. Содержание каолина менее 1,6 мас.ч. снижает механическую прочность и теплостойкость материала, а содержание сверх 6,4 мас.ч. приводит к появлению хрупкости и ухудшению перерабатываемости композиции. В качестве антифрикционных наполнителей использовали графит или дисульфид молибдена. Содержание антифрикционного наполнителя в количестве 2,2-7,8 мас.ч. позволяет оптимально сочетать механические и триботехнические характеристики материала. Композицию готовят следующим образом. Гранулы полиамида загружают в смеситель, добавляют льняное масло и производят перемешивание в течение 3-5 мин. За это время масло равномерным слоем смачивает поверхность гранул. Затем в смеситель добавляют порошкообразные наполнители и производят перемешивание еще 3-5 мин. За это время частицы наполнителя равномерным слоем налипают на смоченные маслом гранулы полиамида. Материал перерабатывают в изделия методом литья под давлением при температуре 220-230 С и давлении литья 80-100 МПа на стандартном оборудовании. Составы композиции конкретного выполнения приведены в табл. 1. Сравнительные свойства предлагаемой композиции и прототипа приведены в табл. 2. Как видно из представленных данных, предлагаемая композиция не уступает известной по фрикционным характеристикам, но превосходит ее по ударной вязкости на 17-26 . Разрушающее напряжение при сжатии у предлагаемого материала на 4-9 выше, чем у прототипа, а теплостойкость на 10-15 С. После выдержки материалов в минеральном масле при 100 С, имитирующем работу подшипника в присутствии смазки при повышенных температурах, разрушающее напряжение у известного материала снижается в среднем на 31 ,а у предлагаемого - в среднем только на 5 . Теплостойкость известной композиции после термообработки в масле снижается в среднем на 30 , а предлагаемой - только на 3 . Предлагаемый материал не содержит в своем составе дефицитного карданола и токсичного фосфорорганического соединения, а содержит экологически чистое льняное масло, что повышает экологические свойства материала. Таблица 1 Составы композиций конкретного выполнения- дисульфид молибдена (ТУ 48-19-133-75) Каолин (ГОСТ 19608-84) Масло льняное Оксид титана (ТУ 6-10-72778) Масло минеральное, марки МС-20 (ГОСТ 9762-75) 4648 1 Таблица 2 Сравнительная характеристика материалов Прототип 1 Коэффициент трения 0,08-0,09 0,1 Интенсивность изнашивания,2 10-9 0,4-0,5 0,5 3 Ударная вязкость, кДж/м 2 78-82 92 Разрушающее напряжение при сжатии, МПа- после 24 ч выдержки в минеральном масле марки И 20 А при 100 С 128-135 170 Теплостойкость по Вика, С- после 24 ч выдержки в минеральном масле марки И 20 А при 100 С 170-180 220 Составыипоказывают, что выход за заявляемые пределы содержания компонентов приводит к снижению свойств материала. Контрольный составпоказывает, что использование в композиции не каолина, а другого распространенного наполнителя - оксида титана приводит к снижению теплостойкости и стойкости к воздействию минерального масла. Контрольный составпоказывает, что замена льняного масла на минеральное приводит к снижению ударной вязкости и теплостойкости. Таким образом, только полное сочетание отличительных признаков приводит к достижению положительного результата. Разрушающее напряжение при сжатии определяли по ГОСТ 4651-82 на машине ЦД-10. Фрикционные испытания проводили на машине трения СМТ-1 по схеме вал-частичный вкладыш. Коэффициент трения определяли при нагрузке 4 МПа и скорости скольжения 0,75 м/с, а интенсивность изнашивания при нагрузке 1 МПа и скорости скольжения 0,25 м/с. Теплостойкость по Вика определяли по ГОСТ 15065-69. Ударную вязкость определяли по ГОСТ 4674-80 на маятниковом копре. Источники информации 1.1235880 А 1, МПК С 08 5/16, С 08 77/00, С 08 3/00, 1986. 2.1975 С 1, МПК С 08 5/16, С 08 77/00, С 08 К 13/02, 1997. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.