Антифрикционный углеродсодержащий материал

%47 М,И.В.Н син, Т.П.Новико риллов, А,Е.Сан ционных материалов правочник под ред. еталлургия, 1975, с. НЫЙ УГЛЛ РОДСО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Свойства конструна основе углерода./В.П.Соседова. - М,; М336.(54) АНТИФРИКЦИОДЕРЖАЩИЙ МАТЕРИ Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому, и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения, уплотнений и поршневых колец.Известны подшипники скольжения на основе графитов, обладающие малым коэффициентом трения за счет самосмазывающего действия, высокой теплопроводностью и стойкостью в агрессивных средах. Особенно эффективно их применение в узлах трения, где другие антифрикционные материалы, требующие смазки, не работают из-за высоких или низких температур, агрессивности рабочих сред, так как в этих условиях применение смазки недопустимо.Известны углеродные антифрикционные материалы марок НИГРАН, НИГРАН-В на основе графитов, дополнительно пропитанных полимерным связующим, обладак.Ы 1699911 А 1 носится к области машиущественно химическоиспользовано для ипников скольжения, упевых колец и позволяет ь, упругость и стабильлеродсодержащий матет графитированное о в качестве обьемно-арителя, пироуглерод и пеедующем соотношении ф. углеродное волокно 65 - 80, пековый кокс 4 -(57) Изобретение от ностроения, преим го, может быть изготовления подш лотнений и поршн повьсить и рочност ность размеров. Уг риал содержи углеродное волокн мирующего наполн ковый кокс при сл компонен,ов, мас, 15-30, пироуглерод 5, 1 табл. щие прочностью на сжатие до 1600 кгс/см и на изгиб 600 кгс/см .гОднако в результате пропитки значительно снижается температура эксплуатации в восстановительной и нейтральной среде с 1300 - 1500 до 300 С и в окислительной среде с 400 до 300 С,Наиболее близкими к изобретению является графит, изготовленный из непрокаленного нефтяного кокса и каменноугольного пека с добавками природного графита. Окончательная температуре обработки материала 1300 С. Такие материалы работают в среде осушенных нейтральных газов с перлитными чугунами и сталями всех марок и твердостей при скорости до 10 м/с,Прочность и упругость указанных графитов при статическом и особенно при динамическом (ударном) нагружении невысоки, коэффициент линейного термического расширения большой, что обуславли 1699911вает необходимость изготовления подшипников увеличенных размеров и веса. Крометого, вкладыши подшипников, поршневыекольца из таких материалов хрупкие, чтотребует особой осторожности при транспортировке, монтаже и эксплуатации оборудования.Цель изобретения - повышение прочности, упругости и стабильности размеров антифрикционных деталей при эксплуатации,Цель достигается тем, что в материалесодержится пироуглерод, кокс каменноугольного пека, графитированное углеродное волокно в виде армирующегонаполнителя в следующих соотношениях,,с о,Углеродное волокна 15 - ЗОПироуглерод 65-80Пековый коксДля получения материала изготавливают методом плетения из углеродной нитиУКНтри вида объемно-армирующихнаполнителей ортогональной структуры сплотность о 0,3; 0,5; 0,7 г/см, Наполнителие гаю ерм, б аботке при 2200 ОСнасыщению пироуглеродом из природногогаза (содержание метана 95 Я термоградиентным методом при 1000 С са скорестьюдвижения зоны пиролизя 0,16-0,25 ммч етцентов к периферии, Насыщение гроводятдо плотности 1,65-1 98 г см. Полученные, заготовки подвергаюжидкофазному насыщению расплавленным каменноугольнымСпекем и карбонизации при 1000 С в течение1 ч. г 1 ропитку пекем и карбснизацию проводят по,.давлением 30 и 600 атм соответственно 1-2 раза,Свойства полученных материалов, атакже известного материала приведены втаблице.Как видно из таблицы, величины прочности, упругости как при сагическом, так и при динамическом (ударном) нагружениизначительно превышают те же величины уизвестного материала,Оптимальным составом материала яв 5 ляется состав по второму варианту.Содержание в материале углеродноговолокна менее 15 мас. и более ЗО мас. исоответственно пироуглерода менее 65 иболев ЗО мас,4 не обеспечивает необходи 1 О мье прочности и угругие свойства материала, стабильность размеров в процессеработы при высоких температурах вследствие недостаточного количества несугцих армирующих элементов волокна (при15 содержании углеродного волокна менее 15мас,ф) и неполного насыщения наполнителя пироуглеродом (за счет образования закрытой пористости и быстсего затуханияпроцесса насыщения). Теплопроводность,20 допустимые рабочие температуры и средыпредлагаемого материала соответствуютизвестномуИспользование подшипников скольже ния, поршневых колец из предлагаемого материала позволяет повысить скорости движения при предельных давлениях до 20 - ЗО мм/с, снизить износ и увеличи;ь.ресурс работы при минимальных весовых и габа оитных характеристиках трущихся узлов,Формула изобретения Антифрикционный углеоодсодержащийматериал, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности, упругости и 35 стабильности размеров, он содержит графитированное углеродное волокно в качестве объемно-армирующего наполнителя, пироуглерод и пековый кокс при следующем соотношении компонентов, мас. ф:40 Углеродное волокно 15-30П ироуглерод 65-80 Пековый кокс 4 - 5(хо хь оца ьО 3х с с Л 1 Ч 1о 1 Ч О М СО3 Ч 1 Ч 1 1Оъ м с 3 Ч О3 Ч 1 1 с О 33 1 Со о СО 1 С С О 3 О СЧ О О СО 1 1 о о с"1 сс Ч Ч 3 м СО 1 Щ ц 0 1цо3 ХС 31 ЬХ С ООЪ СОс аМ Осо Ла Ю 1 сс ИЪ %0 а Ю л33 ЮСО СО с 1 О л Ю л аСО 0 3 М 1 11 ц1 й 1 х1 1 1 1 Р 1йХ 1 а1 Э 1 1 3 1 1 Е 1 Х 1 1 1й 3 1 В 1- 3цо1 33 1х З й о ц х х в о о х 11 ю с 1 9 Ф Я Х ао Чсс О о а СО О Т Т З З Т Т 3 Х Х 1 Х 1 о о ай о Э Т сэх - о со со Фо хо аа 9 а 1 1 ео х1 3 1 Та 1- 1 Ф Х 3 ьщх З 1- ц 3 ь ц 1 й 1 У о 30 о фь 1 а 1 Щ 3 с а ф Х 1 ф в ь аь 4 ьф111 3 1а схф х 1 ф Х 1 1" Э 1 ЦХо о.2 33 Ц фхЙ о ц х 9 Ц1 Х В 1 Х Тх х1 Э - х ф Э 1- .,х х 1 ц ЭЗЧ сои вохц ааац с с х