Способ получения антифрикционных материалов

Союз Сфаетсмих Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИВОБРКт ЕНИЯ -ЫК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ(23) Приоритет В 27 К 3/08 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения М.М, Рыженко Институт механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к производству антифрикционных материалов наоснове древесины и может быть использовано в машиностроении.5Известен способ изготовления антифрикционных материалов, включающийвведение самосмаэывающихся наполните.лей до уплотнения )11.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ получения антифрикционных материалов, включающий введение с торца в нагретую древесину смеси мыластеариновой кислоты и жидкой смазки,нагретых до температуры плавления,уп-,15лотнения и термостабилизации (2 1.Недостатками укаэанных способовявляются низкие антифрикционные свойства,20Цель изобретения - улучшение антифрикционных свойств.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу в качестве мылаиспользуют литиевое мыло, а термостабилиэацию осуществляют при 50-70 С вОтечение не менее 15.мин в постоянноммагнитном поле напряженностью 10001500, Э, силовые линии которого направлены вдоль волокон древесины.ЗО С целью улучшения степени наполнения и качества материала, смесь литиевого мыла :теариновой кислоты н. жидкой смазки вводят под давлением 0,4-1,2 МПа, а уплотнение осуществляют в среде расплава под давлением 8- 12 МПа, которое затем снижают в процессе термостабилизации при постоянной деформации материала. П р и м е р 1. Заготовку иэ древесины березы размером 40 х 40 х 40 им, предварительно нагретую до 140 х 5 С, чтобы исключить кристаллизацию расплава литиевого мыла стеариновой кислоты в масле МС, взятых в соотношении 0,75:1, пропитывают с торца под давлением 0,4-1,2 МПа, одновременно уплотняют в среде расплава под давлением 8-12 МПа, что способствует . ее дополнительному наполнению на 10. После этого материал охлаждают до 70 фС при постоянной деформации и уменьшающемся давлении, т.е. термостаоилиэируют в постоянном магнитном поле напряженностью 1000-1500 Э, си" ловые линии которого направлены вдоль волокон древесины, в течение 10- 20 мин.П р и м е р 2. Заготовку древесины березы размером 40 х 40 х 40 .м, предварительно нагретую до 140 + 5 оС,чтобы исключить кристаллизацию расплава мыла стеариновой кислоты в масле МС, взятых в соотношении 0,75;1,про" питывают е торца под давлением 0,4- 1,2 МПа, одновременно уплотняют в среде расплава под давлением 8-12 МПа что способствует ее дополнительному наполнению на 9. После этого материал термостабилизируют при 60 ОС в постоянном магнитном поле напряженностью 1000-1500 Э, силовые линии которого направлены вдоль волокон древесины, в течение 10-20 мин.П р и м е р 3. Заготовку из д.евесины березы размером 40 х 40 х 40 мм, предварительно нагретую до 140 + 5 ОС, чтобы исключить кристаллизацию расплава литиевого мыла стеариновой кислоты в масле индустриальное -30, взятых в соотношении 0,75:1, пропитывают с торца под давлением 0,4-1,2 МПа, одновременно уплотняют в среде расплава под давлением 8-12 МПа, что способствует ее дополнительному наполнению на 8, После этого материал термостабилиэируют при 50 С в постоянном магнитном поле напряженностью 1000-1500 Э, силовые линии которого направлены вдоль волокон древесины, в течение 10-20 мин.Для определения оптимальных технологических параметров, приведенных в примерах 1, 2 и 3 при получении антифрикционных материалов по предлагаемому способу, в табл. 1-5 показано их исследование и за данными пределами.Существенным признаком предлагаемого способа является влияние величины напряженности магнитного поля,температуры и времени термостабилиза ции на работоспособность и качество получаемого материала. Определение работоспособности антифрикционных материалов, полученных как по предлагаемому способу, так и по известному способу, производится на машине МЙМ ,по схеме вал-частичный вкладыш в ре.хпмесухого трения при нагрузке Р4,5 МПа. и скорости скольжения К =0,25 м/с.Влияние напряженности магнитного поля, температуры и времени выдержки при термостабилиэации на работоспособность антифрикционных материалов показано в,табл. 1Как видно из табл. 1, оптимальный предел напряженности магнитного поля, определенный по работоспособности материала, лежит в интервале 1000- 1500 Э. Уменьшение напряженности магнитного поля ниже этого предела при" водит к снижению работоспособности материала. По-эиимому, это связано с изменением смазочных свойств наполнителя. А при увеличении напря 5 16 15 2 О 25 30 35 женности магнитного поля свыше1500 Э, особого увеличения работоспособности не наблюдается.Экспериментальные данные о работоспособности антифрикционных материалов на основе древесины, наполненной расплавами различных мыл стеариновой кислоты в смазочном маслеМС, уплотненной на 35, и термостабилизированных в постоянном магнитном поле напряженностью 1250 Эопри 60 С, в течение 15 мин приведены в табл. 2.Из табл. 2 следует, что наилучшей работоспособностью обладает антифрикционный материал из древесины, наполненной расплавом литиевогомыла стеариновой кислоты в смазочноммасле, так как литиевое мыло стеариновой кислоты в постоянном магнитномполе улучшает антиокислительные свойства смазочных масел,Б процессе исследования также установлено, что наполнение древесиныжидкими смазочными маслами, загущенным литиевым мылом стеариновой кислоты, и термостабилизация древесины инаполнителя в постоянном магнитномполе, напряженностью 1250 Э, увеличивает работоспособность на самосмазкеполученного материала в 1,5-2 разав сравнении с материалом на основедревесины, наполненной чистым маслом,Поэтому проведены дополнительные исследования по определению влияниясоотношения в весовых частях литиевого мыла стеариновой кислоты в смазочном масле, а также от марки смазочного масла, которые зафиксированы втабл, 3. Иэ табл. 3 видно, что древесина, наполненная расплавом литиевого мыла в смазочных маслах, взятых в соотно-, шении О, 5: 1, независимо от марки масла имеет оптимальную работоспособность в узлах трения машин и механизмов. При наполнении древесины смесью литиевого мыла.и смазочного ласла в соотношениях меньше 0,75:1; материал имеет меньшую работоспособность из-за быстрого расхода смазки из древесины при трении. А при соотношениях литиевого мыла и масла больше 0,75:1,работоспособность изменяется незначительно. На качество материала большое влияние оказывает формоизменяемость материала после снятия уплотняющего давления.Проведенные исследования показывают, что формоизменяемость материала уменьшается,если стабилизация размеров древесины происходит при температуре ниже температуры ее наполнения и уплотнения при увеличении времени выдержки.Зависимостькачества материала от времени и температуры стабилизации древесины приведена в табл, 4.На основании данных табл, 4 можносделать вывод, что температура 5070 С является наиболее приемлемой длятермостабилиэации модифицированнойдревесины в течение не менее 15 минпри воздействии постоянного магнитного поля напряженностью 1250 Э. Увеличение температуры термостабилиэациивыше 70 ОС приводит к значительномуразуплотнению древесины, что снижаеткачество полученного материала. Атермостабилизация древесины при 40 Симеет почти такое же разуплотнение,что и при 70 С,но при этом снижаетсяпроизводительность оборуд"вания.Экспериментально установлено,чтоработосйособность антифрикционныхматериалов, полученных по предлагаемому способу, зависит также от степе.ни наполнения древесины,Зависимость работоспособности антифрикционных материалов от степенинаполнения древесины приведена втабл, 5.Из табл, 5 следует, что с увеличением скорости продавливания древесины через наполнитель возрастает давленИе наполнения и увеличивается степень наполнения. Причем оптимальная степень наполнения 26-27 достигается при скорости продавливания 0,88- 6,7, 10 м/с, что соответствует давлению при наполнении 0,4-1,2 МПа и давлению уплотнения 8-12 МПа. При увеличении скорости продавливания выше 6,710 м/с ламинарное течение расплава переходит в турбулентное, а степень наполнения снижается, что вызвано увеличением количества воздушных пузырьков в расплаве. Следовательно, наполнение древесины необходимо производить при скорости продавливания 0,88-6,710 м/с.Сравнительные исследования материалов, полученных по известному способу и по предлагаемому приведены в табл. 6. 1(ак видно иэ табл. 6 основные пре имущества предлагаемого способа получения антифрикционнйх материалов заключаются в следующем; выше прочностные свойства за счет улучшения егокачества, улучшена степень наполнения, меньше водопоглощение, увеличена работоспособность.юо о вв в ф ч о о о В О 1 в а о о о о В О 1 . В а сч о ь 01 01 о о о в 01 СО нв фф ф а о ф ф ф СО г ф м сч ф ф ю а о СО СОМарка масла Наполнитель Мыло цинка стеариновой кислоты 800 0,07 Мыло магния стеариновой кислоты 780 0,085 МСМыло меди стеариновой кислоты 770 0,09 Мыло лития стеариновой кислоты 0,065 894 Таблица 3 Работоспособность материала, ч Марка масла ГОСТ Соотношение литиевого мыла и смаэочногомасла Г 1 0:1 Индустриальное470 710 570 730 580 745 МСМС1707-51 . 300 1013-49 430 1013-49 435 Работоспособность материала,ч Ою 25:1 Оф 51 075:1 1:1 125:1 880 860 861 888 862 864 894 864 867889432 13 14 Таблица 5 Давлениепри уплотнении, МПа Скоростьпродавливания,10 м/с давлениепри наполнении,ИПа Степеньнаполнения,о Степень уплотнения, % Работоспособность материала,ч 0,38 О., 1 2 4, 9 2 5, 9 2 6, 5 35 824 0,88 0,4 857 4,18 6,67 9,29 0,8 10 887 1,2 27 12 894 1,6 24 95 12,0 2,0 20 16 668 Таблица 6 Антифрикционный материал, полученный по Характеристика материала известному способупредлагаемому способу Предел прочности вдольволокон, МПа 10 Водопоглощение при Т = 20 ОСза 30 сут, Ъ 77 60 17 Степень наполнения, % 27 Коэффициент трения - 4,5 ИПа, 0,25 м/с 0,08 0,065 894. 700 Работоспособность, ч Формула изобретения 1. С тифрикционных мат ения с торца в на меси мыластеарин кой смазки,нагретых лавления,уплотне зации, о тлича что, сцелью ул ионных,свойств спользуютлитиево билизациюИсточники информации,осущест уре 5070 С в 55 мин в принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 421530, кл. В 29 3 5/00, 1972.ностью ые линии коолокон дре. Авторское свидетельство СССРР 506992, кл. В 27 К 3/08, 1978.Составитель А,ТелесницкийТехред Т.Маточка Корректор С.Цомак Заказ 10857/31 Тираж 531 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и бткрытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 я 4Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,пособ получения ан ериалов путем введ гретую древесину с свой кислоты и жиддо температуры и ния и термостабили ю щ и й с я тем, учшения антифрикц в качестве мыла и е мыло, а термоста вляют при температ течение не менее 1 ном магнитном поле 1000-1500 Э, силов направлены вдоль в Редактор М.Бандура 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения степени наполнения и качества материала, смесь литиевого врыла стеариновой кислоты и жидкой смазки вводят 45 под давлением 0,4-1,2 МПа, а уплотнение осуществляют в среде расплава поддавлением 8-12 МПа, которое затемснижают в процессе термостабилизации при постоянной деформации мате О риала.