Углеродная композиция для получения фрикционного материала

"-"осоо,.с;О П И САН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 11 И 504698 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. присоединением заявкиосударственныи коми 23) Приоритетпублпковано 28.02.7 ета Министров СССРделам изобретенийн открытий плетень3) УДК 661.666.2(088.8) Дата опубликования описания 04,05 72) Авторы изобретения Н. Багров, А, М. Златкис, В, В, Кулаков, А. И. Павлова, . Новикова, Г. С. Суровцев, С. С. Коконин, И. И. ХазаноВ. С. Савченко и В. П. Юдин Заявител(54) УГЛЕРОДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ фРИКЦИОННОГО МАТЕРИАЛк углеродным ком для изготовленияпредназначенных женных тормозных виационных тормо мпозиция для полуиала, включающая зные волокна, феремния. Материал, озиции имеет отноь и энергоемкость. сти увеличения объля предотвращения тации тормоза нету р,ая композиция для атериала, содержа 0 20 - 60 20 - 40 20 - 30 5 - 12 Недостат низкая изн тормозныхЦелью и носостойко яется 2нных Прокаленныи кокрафитКаменноугольныйпек Изобретение относитсяпозициям, используемымфрикционных материалов,для работы в тяжелонагруустройствах, например в азах.Известна углеродная кочения фрикционного матеркарбонизованные целлюлонольную смолу и карбид кполученный из такой компсительно низкую плотностчто приводит к необходимоемов тормозных систем д.возникновения при эксплуадопустимо высоких темпераИзвестна также углероднполучения фрикционного мщая, вес. %:Порошок графитаПрокаленный коксКаменноугольный пекКарбид кремния ком данного материала явл осостойкость в тяжелонагруже устройствах,зобретения является повышени сти фрикционного материала. Это достигается тем, что композиция дополнительно содержит графитированное полиакрилонитрильное волокно при следующем содержании компонентов, вес, %:Прокаленный кокс 5 - 25 Графит 5 - 10 Каменноугольный пек 25 - 30 Карбид кремния 5 - 10 Графитированное полиакрилонитрильное волокно 30 - 60Целесообразно использовать графитированные полиакрилонитрильные волокна (фила- менты) длиной 5 - 40 мм, так как введение в композицию более коротких волокон приводит к резкому ухудшению физико-механических и эксплуатационных характеристик фрикционного материала. При увеличении длины волокон свыше 40 мм ухудшаются формуемость и однородность композиции,П р и м е р. Для получения фрикционного материала готовят три композиции при следующем содержании ингредиентов, вес, %:Компози- Компози- Композиция 1 ция П ция 111с 25 5 5Г 10 5 5504698 10 Карбид кремния Граф итированноеполиакрилонитрильное волокно 30 55 60 Физико. механические характеристики фрикциоииого материала без покрытия пироуглеродом с покрытием пироуглеродом Стабильность коэффициеита трения,Стабиль.ность коэффициента трения,% Температурапри трении,Материал Линейный Линейный ПлотКоэффициентт трения Плотность, г/смз износ,м км/торм.ность, г/смз Известный 40 5,6 0,28 900 1,35 4,7 1,40 55 на основе углеродного волокиа, смолы и карбида кремиия 10,2 0,40 1,70 иа оСнове нефтяного кокса,графита, смолы и карбидакремнияПредлагаемая композиция:1 590 1,71 11,8 50 57 0,45 0,35 0,30 1,6 0,25 6,0 540 600 650 1,85 1,70 1,66 1,50,195,4 1,83 1,68 1,63 80 74 59 70 48 Исходные ингредиенты имеют следующие характеристики, Прокаленный кокс - марка КНПС ГОСТ 3278-62, подвергнутый размолу на вибромельницах с размером частиц не более 160 мкм, Графит - графитированный бой, являющийся смесью отходов искусственных графитов (МПГи МПГ) с размером частиц не более 90 мкм.Каменноугольный пек - среднетемпературный (1 рв,м, 65 С), ГОСТ 1038 - 65.Карбид кремния - фракция минус 0,01 мм.Графитированные волокна - фила менты длиной 5 - 40 мм, диаметром 7 9 мкм, термообработанные при 3000 С, на основе полиакрилонитрила. Предел прочности при разрыве графитированного волокна 185 кгс/мм, модуль упругости 50,2 Х 10 з кгс/мм и плотность 2,02 г/смзКаждую смесь подвергают гидроперемешиванию в путч-фильтре, снабженном пропеллерной мешалкой с 2000 об/сек и с соотношением компонентов и воды 1: 30 в течение 10 - 15 мин. После чего воду удаляют с помощью вакуумотсоса и массу высушивают при 70 - 80 С в течение 2 - 3 час на воздухе. Затем формуют заготовки в виде колец Опар, 320 Х Х Ывв, 160 Х 20 мм при 140 С с выдержкой 5 мин на 1 мм толщины и удельном давлении 200 - 250 кгс/см 2, Обжиг заготовок проводят в нейтральной среде до температуры 1200 С со средней скоростью подъема температуры 20 С/час и последующей выдержкой при конечной температуре в течение 40 час. Обожженные заготовки подвергают пропитке пеком в автоклаве при 190 - 220 С с выдержкой при остаточном давлении не более 100 мм рт. ст, в течение 30 мин и последующем давлении до6 атм в течение 3 час. Пропитанные пеком заготовки повторно обжигают при указанныхрежимах и подвергают механической обработ 5 ке для получения готовых изделий в виде дисков.Для повышения надежности работы фрикционных дисков, полученных из настоящейкомпозиции, целесообразно покрывать их10 пленкой пироуглерода при обработке в средеметана при температуре 950 в 9 С, остаточном давлении 80 мм рт. ст. и расходе газа1,8 л/мин в течение 90 час,Полученный фрикционный материал испы 15 тывают на инерционном стенде ИМприначальной скорости торможения 20 м/сек, моменте инерции маховых масс 4,15 кг см секз,запасе кинетической энергии 3200 кгм и удельной мощности торможения 30 кгм/сек см 2.20 Для сравнения изготавливают образцы поспособу, указанному в примере из известныхуглеродных композиций, и испытывают их ваналогичных условиях, Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице,25 Как видно из данных таблицы фрикционныйматериал, изготовленный из предлагаемойкомпозиции имеет значительно более высокуюизносостойкость (до 0,19 мкм/торм. вместо4,7 мкм/торм.) в сравнении с фрикционными30 материалами, изготовленными из известныхуглеродных композиций; стабильность коэффициента трения на 25 - 30% выше, Максимальная износостойкость фрикционного материала при хорошей стабильности коэффициен 35 та трения наблюдается у композиции 11, содержащей 55 вес, % графитированных волокон. Дальнейшее увеличение количества графитированных волокон в композиции (111)приводит к повышению износа фрикционной40 пары и снижению стабильности коэффициентатрения.Формула изобретения 1. Углеродная композиция для получения фрикционного материала, например, для авиационных тормозов, включающая прокаленный кокс, графит, каменноугольный пек и карбид кремния, отличающаяся тем,чтос целью повышения изпосостойкости, композиция дополнительно содержит графитированное полиакрилонитрильное волокно при следующем соотношении компонентов, вес. %:504698 30 - 60 2. Углеродная композиция по п. 1, отл и ч аю щ а я с я тем, что она содержит волокна дли ной 5 - 40 мм. бПрокаленный коксГрафитКаменноугольный пек Карбид кремнияГрафитированное полиакрилонитрильное волокно 5 - 25 5 - 10 25 - ЗО 5 - 10Составитель Т. ИльинскаяРедактор Т. Пилипенко Текред Е, Подурушпна корректор Т. ДобровольскаяЗаказ 914,6 1 Лзд. Ха 1162 Тираж 630 Подписное ЦНИИ 1 И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр Сапунова, 2