Пресс-композиция для изготовления сложнонагруженных деталей машин

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРЕСС-КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЖНОНАГРУЖЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН(71) Заявитель Частное научно-производственное унитарное предприятие Институт инновационных исследований(72) Авторы Екименко Алексей Николаевич Колдаева Светлана Николаевна Колдаев Олег Юрьевич(73) Патентообладатель Частное научнопроизводственное унитарное предприятие Институт инновационных исследований(57) Пресс-композиция для изготовления сложнонагруженных деталей машин, содержащая бесщелочное стекловолокно, углеродное волокно и фенолформальдегидную смолу, отличающаяся тем, что дополнительно содержит поливинилбутираль, стеарат цинка, йодистый кадмий и анилин при следующем соотношении компонентов, мас.бесщелочное стекловолокно 49,6-62,2 углеродное волокно 5,0-10,0 фенолформальдегидная смола, по сухому остатку 30,0-35,0 поливинилбутираль 0,3-0,7 стеарат цинка 2,0-4,0 йодистый кадмий 0,1-0,2 анилин 0,4-0,5. Изобретение относится к пресс-композициям на основе стекловолокна и может быть использовано в машиностроении при изготовлении сложнонагруженных деталей машин,таких как муфты свободного хода, ролики ленточных конвееров. Известна пресс-композиция, содержащая стекловолокно и связующее - фенолформальдегидную смолу. Однако эта пресс-композиция имеет низкие показатели физикомеханических и антифрикционных свойств, низкую текучесть и не позволяет изготавливать сложнонагруженные детали машин 1 (прототип). Для данной пресс-композиции характерны низкие показатели текучести, физикомеханических и антифрикционных свойств. 9630 1 2007.08.30 Цель изобретения - создание пресс-композиции с высокой текучестью и высокими показателями физико-механических и антифрикционных свойств. Для достижения поставленной цели пресс-композиция дополнительно содержит поливинилбутираль, стеарат цинка, йодистый кадмий и анилин при следующем соотношении компонентов, весовых процентов Таблица 1 Соотношение компонентов Бесщелочное стекловолокно 49,6-62,2 Углеродное волокно 5-10 Фенолформальдегидная смола по сухому остатку 30-35 Поливинилбутироль 0,3-0,7 Стеарат цинка 2-4 Йодистый кадмий 0,1-0,2 Анилин 0,4-0,5 Пресс-композиция представляет собой материал, полученный методом горячего прессования измельченного стекловолокна и углеродного волокна, комплексно импрегнированного конденсирующимися смолами, например фенолформальдегидной, бинарным раствором поливинилбутираля, стеарата цинка, йодистого кадмия и анилина. Комплексное импрегнирование стекловолокна и углеродного волокна бинарным раствором поливинилбутираля, стеарата цинка, йодистого кадмия и анилина позволяет компенсировать дипольные моменты полярных групп на границе раздела и, соответственно,уменьшить ориентировочную адсорбцию дипольных молекул адгезива и субстрата. В результате этого поверхность стекловолокна и углеродного волокна с низкой энергией как бы заменяется поверхностью с высокой энергией. Проведенные исследования показывают, что создание на поверхности стекловолокна и углеродного волокна слоя из поливинилбутираля, йодистого кадмия и стеарата цинка существенным образом влияет на характер взаимодействия системы стекловолокносвязующее, изменяя тем самым свойства системы в целом. Кроме того, введение модифицированной поливинилацеталевой пленки между стекловолокном и углеродным волокном с одной стороны и фенолформальдегидной смолой с другой позволяет снизить жесткость системы, уменьшить внутреннее напряжение и количество дефектных участков в зоне контакта связующего с армирующим наполнителем, а следовательно, и повысить физикомеханические и антифрикционные свойства материала. Физико-механические и антифрикционные свойства материала приведены в табл. 2. Таблица 2 Физико-механические и антифрикционные свойства материала Композиция для изготовления сложнонагруНаименование показателей женных деталей машин известная предложенная Плотность, г/см 3 1.65-1.75 1.6-1.8 2 Предел прочности, кг/см при сжатии 1300-1400 1750-1900 при растяжении 600-700 1000-1100 при статическом изгибе 800-1000 1300-1500 2 Ударная вязкость, кг/см 20-25 30-35 Теплостойкость по Мартену, С 185-200 240-270 Текучесть по Рашигу, мм 30-40 100-120 Коэффициент трения 0,1-0,3 0,03-0,08 Для получения пресс-композиции для изготовления сложнонагруженных деталей машин берут следующие компоненты в весовых процентах. 2 9630 1 2007.08.30 Физико-механические и антифрикционные свойства этих композиций приведены в табл. 4. Таблица 3 Соотношение компонентов пресс-композиции в весовых процентах Состав 1, Состав 2,Название компонента вес.вес.Углеродное волокно 5 10 Бесщелочное стекловолокно 62,4 49,6 Фенолформальдегидная смола марки Р-2 (сухой остаток) 30 35 Стеарат цинка 2 4 Поливинилбутираль марки КА 0,3 0,7 Йодистый кадмий 0,1 0,2 Анилин 0,4 0,5 Таблица 4 Физико-механические и антифрикционные свойства композиций Наименование показателей Состав 1 Состав 2 3 Плотность, г/см 1,6 1,8 2 Предел прочности, кг/см при сжатии 1750 1750 при растяжении 1000 1100 при статическом изгибе 1300 1500 Ударная вязкость, кг/см 2 32 35 Теплостойкость по Мартену, С 240 270 Текучесть по Рашигу, мм 100 120 Коэффициент трения 0,03 0,08 Предлагаемый материал был испытан в кольцах для предохранительных муфт 9 наименований машин, выпускаемых РУП ГЗСМС Гомсельмаш. Машины эксплуатировались в экстремальных условиях при работе в Беларуси, Украине, России, Казахстане,Китае и Индии, а также в роликах ленточных конвееров, работающих в шахтах ПО Беларуськалий. Как показали стендовые и полевые испытания, предохранительные муфты, оборудованные кольцами из вышеуказанного материала, обладают высокой работоспособностью и надежностью при работе кормо- и зерноуборочной техники в различных климатических условиях, а также ролики ленточных конвееров, работающих в шахтах ПО Беларуськалий. Предложенная композиция для изготовления сложнонагруженных деталей машин является новым конструкционным материалом, пригодным для изготовления колец предохранительных муфт кормо- и зерноуборочной техники, а также роликов ленточных конвееров. Изготовление колец из предлагаемого материала производится методом плунжерной экструзии при температуре 170-180 С, давлении 1000-1200 кгс/см 2, времени выдержки под давлением 0,8-1,2 мин/мм толщины изделия. Использование колец предохранительных муфт, изготовленных из вышеуказанной пресс-композиции, позволяет в 2 раза снизить себестоимость колец, получаемых по отечественной технологии, вместо германской фирмы Вальтер-Шайд. Источники информации 1.637412, 1978. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3