Композиция для антифрикционного пресс-материала

ми Известного пресс-материала являются необходимость проведения процесса его производства при нагревании, периодического введения его в узлы трения тяжелонагруженнь 1 х агрегатов, а также низкая рабочая температура (140-170 С).Известен пастообразный материал (АФЗ-3) для получения самосмазь 1 вающихся подшипников качения из серийных шариковых подшипников со змейковым сепаратором 2. Материал состоит из наполнителя (графитовая смесь со стекловолокном 48 ), связующего (фуриловь 1 й спирт 10 ), отвердителя (20 водный раствор ортофосфорной кислоты).Технология изготовления таких подшипников состоит в подаче под давлением антифрикционной смеси указанного состава в подшипник и последующего прохождения его после заполнения через термический агрегат при 110-120 С в течение 12 ч. Образующиеся после такой обработки подшипников наплывы на их монтажных плоскостях удаляются наждачной шкуркой, и проводятся операции страгивания и раскрутки подшипников, которые обычно проводятся на специальном оборудовании.Недостатком данного антифрикционного состава является его пастообразная консистенция, благодаря которой в текучем состоянии заполняются все рабочие зазоры между телами качения, сепаратором и дорожками качения и образуют с ними прочные связи. При этом операция страгивания - разрыв связей между материалом и рабочими поверхностями подшипников - требует приложения достаточно большого крутящего момента со знакопеременными направлениями осевой нагрузки. Эти нагрузки могут достигать больших величин, и максимальные размеры подшипников ограничены по внутреннему диаметру 60 мм, т.к. для более крупных подшипников технологические нагрузки при страгивании могут превзойти пределы межмолекулярной связи для стали ШХ 15. Раскрутка подшипников после страгивания требует удаления продуктов, образовавшихся при этом, методом продувки.Недостатками данного материала являются его хрупкость - не рекомендуется применять в узлах, подверженных динамическим, ударным и вибрационным нагрузкам, и необходимость соблюдения определенных условий при их монтаже. Кроме того, материал АФЗ-3 не защищает подшипники от попадания влаги и появления коррозии на рабочих поверхностях.Наиболее близкой по составу и достигаемому результату является полимерная композиция антифрикционного назначения 3 на основе фенолформальдегидной смолы и нефтяного кокса, содержащая следующие компоненты (вес. ) нефтяной кокс 40-60,щавелевокислый кадмий 2-8, графит 1-6, порошковая сера 1-4, фенолформальдегидная смола - остальное (ее содержание колеблется в пределах 33-48 ).Недостатками известного материала являютсянизкая теплопроводность и неудовлетворительные прочностные свойства нефтяного кокса и композита, несмотря на достаточно высокое содержание связующихнеобходимость использования достаточно высоких температур (160-180 С) одновременно с процессом прессования (20-40 МПа)сохранение механических свойств изделий возможно только при достаточно высокой плотности 4, достигаемой прессованием изделий при нагревании и высоких давлениях и,как следствие, сложность использования известного состава при заполнении им подшипников качения 2.Задачей данного изобретения является получение антифрикционных прессматериалов, позволяющих производить изделия методом прессования при комнатной температуре с последующей их термообработкой, обеспечивающей сохранение линейных размеров прессованных изделий.Поставленная задача достигается тем, что антифрикционный пресс-материал, включающий фенолформальдегидную смолу, связующие и наполнители различной природы или их смеси, дополнительно содержит термически расщепленный графит при следующем соотношении компонентов (мас. ) фенолформальдегидная смола 3-15, связующие 13-22, наполнители 10-57, термически расщепленный графит 18-65.Заявляемую КОМПОЗИЦИЮ получают путем механического смешения компонентов в указанных количествах с последующим прессованием и термообработкой до 180 С. Время термообработки определяется видом изготавливаемого изделия.В качестве органических связующих, кроме фенолформальдегидной смолы, могут быть использованы эпоксидная смола, жидкий бакелит, полиамиды и поливиниловый спирт, а неорганических - растворимое стекло, алюмофосфаты, хромалюмофосфаты.В качестве наполнителей - различные неорганические соединения и материалы, имеющие достаточно высокие температуры разложения и плавления и низкие показатели абразивных свойств (природный графит, тальк, доломит, силикаты, цемент, пирофиллит,оксиды магния, железа).Термически расщепленный графит позволяет получать однородные его смеси с различными мелкодисперсными или жидкими материалами органической и неорганической природы связующими и наполнителями, вводить их в смесь в достаточно больших количествах с регулированием величины насыпной плотности исходных пресс-порошков в пределах 150-450 г/л и сохранением их способности к прессованию.Плотность прессованных изделий может регулироваться в пределах 0,3-1,8 г/см с достаточно высокой величиной механической прочности и упругости (восстанавливаемости) после приложения используемых на практике нагрузок.Значения некоторых из указанных параметров для модельных образцов различного состава характеризуются данными, приведенными в таблице, и даны примеры практического применения предлагаемых антифрикционных материалов при изготовлении подшипников качения с твердой смазкой или вставок в них, играющих аналогичную роль, а также втулок (подшипников скольжения) для использования в реальных технологических процессах.Исследование интенсивности износа изделий из данных пресс-материалов при контакте с поверхностью контртел показало, что при скоростях до 300-500 об./мин, при диаметре до 70 мм и нагрузке до 40-50 кг она составляет величину порядка 0,2-0,3 мг/ч, зависит от шероховатостей контртела и определяется в большой степени образованием на рабочей поверхности контртела графитовой пленки сложного состава (эффект замасливания),формированию которой содействует и природа связующего, особенно органического.Использование разработанных антифрикционных материалов характеризуется следующими примерами.Композиция антифрикционного пресс-материала состава (мас. ) термически расщепленный графит 65, природный графит марки ГК-1 10, фенолформальдегидная смола 3,эпоксидная смола 22, использована для двухсторонней запрессовки стандартного подшипника 318 (со змейковым сепаратором) при комнатной температуре с последующей термообработкой до 180 С в течение 2 ч. Масса подшипника 5 кг, внешний диаметр 190 мм, внутренний диаметр 90 мм. Операции сдвига и раскрутки проводились на токарном станке. Испытания подшипника с антифрикционным материалом прошли успешные испытания в условиях рядовой эксплуатации в производстве силикатных изделий при температуре до 250 С, в среде абразивной пыли и водяного пара.Композиция антифрикционного состава (мас. ) термически расщепленный графит 19, природный графит ГЭ-1 38, фенолформальдегидная смола 10, жидкое стекло натриевое 14, оксид магния или доломит 19 - использована для изготовления втулок (внешний диаметр 45 мм, внутренний диаметр 25 мм, высота 35 мм) прессованием в глухой матрице при комнатной температуре с последующей термообработкой до 175-180 С в течение 0,5 ч. Изготовленные втулки прошли успешные испытания в условиях рядовой эксплуатации в производстве гипсокартона температура до 400 С, нагрузка до 20 кг/см 2, длительность испытания - до капремонта производственной линии.Композиция с составом компонентов (Мас. ) термически расщепленный графит 18,природный графит ГАК-1 35, фенолформальдегидная смола 15, жидкое стекло натриевое или алюмофосфат 10, жидкий бакелит 3, доломит 19 - использована для изготовления графитовых вставок в подшипник 212 закрытого типа без сепаратора. Изготовленный подшипник прошел успешные испытания в условиях рядовой эксплуатации при температуре до 400 С на линии розлива металла.Таким образом, приведенные в таблице и примерах данные показывают, что использование термически расщепленного графита в составе предлагаемых антифрикционных пресс-материалов позволяетразделить основные стадии прессования и термической обработки при сохранении линейных размеров изделийполучать пресс-материалы различной насыпной плотности и на их основе изделия различной плотности с достаточно высокими физико-механическими свойствамиэффективно использовать антифрикционные материалы в виде прессованных изделий как в подшипниках качения - в качестве твердой смазки при наличии сепаратора или в виде вставок вместо него, так и для подшипников скольжения (втулок)уменьшить кратность изменения объема пресс-порошков при прессовании изделий,изменять в них содержание наполнителей или их смесейрегулировать плотность исходных пресс-порошков и конечных рабочих изделий, изменять в них содержание наполнителей или их смесейсохранить механическую прочность и термическую устойчивость изделий после их термообработкииспользовать при изготовлении изделий связующие различной природы или их смеси и регулировать их содержание с уменьшением их общего количества в пресс-материалах.Предельные Максимальизменения ли- ная темпераНаСЬШПНаЯ Плотность Давление Давление нейнЫх пара- тура С плотность Кратность разрушения прессованных прессования метров Состав пресс-порошка пресс- Изделий Изделий изменения мсдельных модельных Об порошка, 3 плотности о разЦов,Б диаметра, А Б 1- Исходный ТРГ 550-600 2. ТРГ органические связ Щие полиамид,Ффстпоксдная смола более 1200 2-10 1-2 350 и Др.) 3. ТРГ неорг. связуюЩие (жидкое стекло, АФ, 100-300 До 30 До 10 550-600 ХАФ и Др.) 4. ТРГ органические связующие и наполните- 3 1 450 ли (графит, тальк и Др.) 5. ТРГ, ФФС, эпоксидная 120450 50250 5 2 350 смола, графит (пример 1) 6. ТРГ, ФФС, неорг. связующие и наполните- 120-300 300-400 До 10 2 450 ли 7. ТРГ, ФФС, жидкое стекло, Доломит, оксид 250-450 1,0-1,9 300-400 2-7 До 800 1 1 450