Полимерная композиция для изготовления антифрикционного материала

" .тне-те фдЪли ф,чя Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.С 08 Ь 27/18 С 08 К 3/08 Государственный комитет СССРно делам изобретений и открытий(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к области зле ктрорадиотехнических материалов и может быть использовано для изготовления материала для подшипников скольжения электрорадиоприборных узлов трения, которые должны обеспечивать электроиэоляцию деталей контактной пары и работать в условиях сухого трения.Известны полимерные ачтифрикционные материалы с использованием политетрафторэтилена (фторопласт) для различных. металлических наполнителей и каркасов 1 .Наиболее близким по технической 15 сущности к изобретению является полимерная композиция для изготовления антифрикционного материала, содержащаяполитетрафторэтилен и металлическийФнаполнитель - бронзу 2. 20Материал, изготовленный из этой композиции, рекомендован для изготовления деталей самосмаэывающихся подшипников скольжения и представляет со бой предварительно спеченный из грану 25 лированной бронзы каркас, в который принудительно введен фторопласт,Известный материал при использовании в электрорадиоприборных узлах трения проявляет следующие недостатки. 30 Низкие и нестабильные антифрикционные свойства (коэффициент трения, износостойкость). Динамический коэффициент трения скольжения равен 0,15- 0,2, Это обусловлено не полным (до 90-95) заполнением пор металлического.каркаса фторопластомиз-за его высокой вязкости. Наличие незаполненного объема пор при работе вызывает перераспределение полимера внутри каркаса, что препятствует равномерному выдавливанию фторопластана поверхность трения. Ориентация надмолекулярных образзваний фторопласта, внедренного в каркас, перпендикулярна рабочей поверхности материала, что затрудняет выход полимера на поверхность трения.Низкие и нестабильные диэлектрические свойства (поверхностное сопротивление, диэлектрическая проницаемость). Это объясняется нарушением в процессе эксплуатации равномерного автовоэобновления диэлектрического слоя полимера на контактной поверхности узла трения из-за имеющихся в каркасе пустот, в результате чего происходит периодическое обнажение металлической поверхности и образование электрического перехода.г740799 ПолитетраФторэтиленМеталлическийнаполнитель 70-80 20-30 Таблиц а 1 Компонент, В Состав ирован ОФово илисвинец Металлический каркас, н следовательно материал в целом, имеет ограниченную толщину (до 10 мм). Это определяется затрудненным введением фторопластав каркасы толщиной более 10 мм Из-за возникающего градиента давле" йия по глубине, что влечет за собой5 неполное заполнение всего объема пор в каркасе.Необходимость специального оборуДования для введения фторопластав пористый каркас и больших давлений1 О (до 10 т/см), при которых происходит частичная деФормация каркаса, что влияет на диэлектрические и антифрикционные свойства материала,Целью изобретения является улучшение антиФрикционных и диэлектрических свойств материала. Технология изготовления антиФрикционных мзталлополимерных материалов на основе Фторопласта, предназна-. ченных для электрорадиоприборных узлов трения, следующая.1 ранулированную бронзу ОФдля антикоррозионной защиты обрабатывают в ванне химического никелирования 40 в течение 5-10 мин при интенсивном перемешивании.В результате этого каждая частица ОФпокрывается слоем химически осажденного никеля, толщиной до 3 5 мкм. Смешивают наполнитель с Фторопластомсухим способом при 120 С. Проводят импульсный высокотемпературный нагрев смеси компонентов для гарантированного соединения частиц на О полнителя между собой до 350-400 С. Прессуют при 170 оС под давлением 200 кр/см в течение 5 мин с последующим спеканием при 370 ОС в течение 4 ч з замкнутой Форме при аутогенном давле 1 Нци Фазового перехода Фторопласта. Охлаждают плавно, с печью,Импульсный высокотемпературный нагрев смеси компонентов осуществляют от источника тока (например, сварочный генератор ПС) через лепестко- бО вые электроды, погруженные в смесь компонентов. При прохождении элентрического тока между электродами возникает короткое замыкание за счет соприкосновения частиц электропроводяПоставленная цель достигается тем, что композиция на основе политетраФторэтилена и металлического наполнителя в качестве последнего содержит гранулированную бронзу, покрытую оловом или свинцом при соотношении 1-2:1 при следующем соотношении компонентов, об.: П р и м е р. Для получения материала изготавливают три смеси ингредиентов, Составы полученных материалов приведены в табл. 1. Оптимальное количество наполнителей 20-30% от общего объема композиции,щего Наполнителя, величина силы тока возрастает до 300 А.В результате выделенное джоулево тепло повышает температуру в токопроводящей зоне до 350-400 С, что выл температуры плавления ряда металлов и их соединений (висмут, олово свинец), Время прохождения электротока через смесь компонентов регулируют электронным реле времени в пределах 0,01-1,1 с, в зависимости от свойств и количества наполнителя. Ввизу низкой теплопроводности полимера и импульсного режима нагрева термодеструкции не происходит.При последующем прессовании спеканий ссмеси компонентов ранее созданные монолитныа цепочки частиц напол" нителя могут вновь расплавляться (в зависимости от,температ 11 рйплавления наполнителя). Однако в.процессе охлаждения композиции гарантированное соединение частиц восстанавливается в виде мостиков мржду близлежащими гранулами бронзы, что приводит к образованию в блоке полимера монолитного каркаса гранулированной бронзы. Таким образом, металлический каркас образуется в процессе создания композиции, а не создается отдельно и затем принудительно насьшается полимером, как это осуществляется в известных материалах,740799 ТаблИца 2 оста Динамический коэффициенттрения скольжения 0,12 Удельное электние, Ом/смПредел прочноскг/смосопротивлеи на сжатие,450 0,02 00 450 Твердость п инелю, кг/см7,7,б уч- ичесжит теля олоении комцелью у диэлект а содер наполи о крытую соотно ношении 70-80 20-30 изе Р. Н.ой- икци 46Формула изобретения рная композиция для изгоифрикционного материалаполитетрафторэтилен и менаполнитель, о т л и ч Полим ления ан держащая лический тов- сотал" а е 135,тоСоставитель В. БалгинРедактор Н. Потапова Техред А.Щепанская Корректор И, Муска Нодписно Тираж 549 Заказ 3149 комитета СССР и открытий кая наб., д. 4 ЦНИИПИ Государственно по делам изобретен3035, Москва, Ж, Ра Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В результате одновременного образования каркаса наполнителей и полимеризации фторопластапроисходит 100-ное заполнение полимеров всех пор металлического каркаса, а наличие избыточного содержания фторопласта5 позволяет поддерживать стабильный Как видно из табл. 2, физико-меха нические свойства в условиях динами" ческих испытаний превышают свойства, известных материалов данного класса,Более высокие и стабильные диэлектрические и антифрикционные свойства. 30 предлагаемого материала определяются составом наполнителей и структурой материала в целом, что позволяет получать .более качественные детали электрорадиоприборных узлов трения, Издв- у лия из предлагаемого материала легче обрабатываются известными методами и могут иметь значительные габарит" ные величины. слой полимера на поверхности трения, что гарантирует высокие и стабильные антифрикционные и диэлектрические свойства.Следующие физико-механические свойства полученных материалов приведены в табл. 2. ющ ая с я тем, что, сшения антифрикционных иких свойств материала, онв качестве металлическогогранулированную бронзу, пвом или свинцом, взятых в1-2:1, при следующем соотпонентов, об,В:Политетрафторэтилен.Металлическийнаполнитель Источники информации,принятые во внимание при эксперт1. Семенов А. ПМатвиевскийТехнологическое изготовление и свства содержащих фторопласт антифронных материалов. М., 1963, с. 3