10.11.2015
216.013.8b66

АНТИФРИКЦИОННЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области материаловедения, в частности к антифрикционным полимерным композиционным материалам, предназначенным для изготовления деталей смазываемых и металлополимерных узлов трения машин и агрегатов. Антифрикционный полимерный композиционный материал включает (мас.%): политетрафторэтилен (88-93); скрытокристаллический графит (6,0-8,0); двуокись кремния (1,0-4,0%).Изобретение приводит к повышению износостойкости и снижению трудоемкости изготовления композиционного материала. 1 табл., 1 пр.
Основные результаты: Антифрикционный полимерный композиционный материал, состоящий из политетрафторэтилена, порошка скрытокристаллического графита с удельной поверхностью 50-75 м/г, отличающийся тем, что второй наполнитель представляет собой наноразмерный порошок двуокиси кремния, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к антифрикционным полимерным композиционным материалам, предназначенным для изготовления деталей смазываемых и несмазываемых узлов трения машин и агрегатов.

Известны антифрикционные полимерные композиционные материалы на основе политетрафторэтилена, например, антифрикционный композиционный материал (а.с. №1812190, МПК C08J 5/16, опубл. 30.04.1993). Он содержит политетрафторэтилен (ПТФЭ), порошки дисульфида молибдена, оловянно-свинцовой бронзы и углеродный наполнитель в виде углеродного волокна с длиной волокон 0,05-0,5 мм. Углеродные волокна получают из выдержанного в течение 48 часов в жидком фреоне карбонизированного углеволокнистого материала, высушенного и измельченного в присутствии порошка ПТФЭ до волокон указанной длинны.

Известным композиционным материалам присущи недостатки, ограничивающие область их применения и снижающие надежность и долговечность узлов трения машин. Основным недостатком является недостаточная износостойкость известных композиционных материалов. Кроме того, технология подготовки углеродного материала и порошка бронзы достаточно сложны и малопроизводительны (длительная обработка углеродного материала в жидком фреоне и последующая сушка, длительная обработка порошка бронзы в водородной среде для восстановления окисленных частиц бронзы), но необходимы для усиления адгезионного взаимодействия компонентов материала с полимерной матрицей.

Известен также полимерный антифрикционный композиционный материал (патент на изобретение №2307130 C1, МПК G08J 5/16, опубл. 27.09.2007), который содержит компоненты в следующем соотношении, масс.%: политетрафторэтилен - 81,5-87,0; дисульфид молибдена - 1,5-2,0; скрытокристаллический графит - 6,0-10,0; углеродное волокно - 4,0-7,0 с длиной волокон 0,05-0,5 мм. Этот материал наиболее близок по своей физической сущности к предлагаемому композиционному материалу, однако этому известному материалу также присущи недостатки, снижающие надежность и долговечность узлов трения, изготовленных с использованием этого материала, поскольку его износостойкость остается недостаточно высокой и не удовлетворяет современным требованиям к надежности и долговечности узлов трения и машин в целом. Кроме того, технологии подготовки порошка бронзы и углеродного волокна с контролем длины его волокон достаточно сложны и трудоемки.

Техническим результатом изобретения является - повышение износостойкости, упрощение технологии и снижение трудоемкости изготовления изделий из композиционного материала.

Указанный технический результат достигается тем, что в антифрикционном полимерном композиционном материале на основе политетрафторэтилена, содержащем углеродный наполнитель в виде порошка скрытокристаллического графита с удельной поверхностью 50-75 м2/г, согласно заявленному изобретению, вторым наполнителем служит нанопорошок двуокиси кремния (ГОСТ 18307-78), причем компоненты взяты в следующем соотношении масс. %: политетрафторэтилен 88-93%; скрытокристаллический графит 6-8%, двуокись кремния 1,0-4,0%.

Данное техническое решение позволяет исключить длительную и трудоемкую операцию подготовки и измельчения порошка бронзы.

Кроме того, упрощение технологии изготовления связано с исключением углеродного волокна из состава композиционного материала, поскольку предварительная подготовка углеродного волокна предусматривает выполнение ряда операций. Для получения углеродного волокна используют карбонизованный углеволокнистый материал (ткань) на гидратцеллюлозной основе. Ткань предварительно выдерживают в жидком фреоне не менее 48 часов, затем разрезают на небольшие кусочки размером не более 30×30 мм и помещают в мельницу для измельчения при частоте вращения ножей не менее 2800-1 мин. Следовательно, степень упрощения технологии и снижения трудоемкости изготовления изделий из заявленного композиционного материала определяется трудоемкостью выше названных операций, которые отсутствуют в технологии производства изделий из заявленного материала.

Повышение износостойкости композиционного материала достигается благодаря чрезвычайно высокой структурно-энергетической активности нового наноразмерного порошка - компонента двуокиси кремния, выполняющего роль структурно-активного модификатора полимерной матрицы. Он оказывает существенное влияние на адгезионное взаимодействие компонентов, интенсивность образования центров кристаллизации и эффективность структурообразующих процессов, что способствует формированию более плотной аморфно-кристаллической структуры полимерного нанокомпозита с повышенными триботехническими свойствами.

Пример. Для изготовления композиционного материала берут политетрафторэтилен - фторопласт-4 марки ПН в количестве 90 мас. % от массы образца, скрытокристаллический графит - 8 мас. % и двуокиси кремния - 2,0 мас. % и смешивают в смесителе с частотой вращения ротора не менее 7000 мин-1 в течение 2,0-2,5 мин. Композиционную смесь равномерно засыпают в пресс-форму и прессуют при давлении 90-100 МПа. Отпрессованную заготовку спекают в печи при температуре 360±5°C с выдержкой при названной температуре из расчета 8-9 мин на 1 мм толщины стенки заготовки. Нагрев заготовок до температуры спекания производят со скоростью 1,5-2,0 град/мин, охлаждение от температуры спекания до 327°C - со скоростью 0,3-0,4 град/мин и от 327°C до 20-25°C охлаждают вместе с печью.

Оценку характеристик триботехнических свойств предлагаемого композиционного материала и определение оптимального содержания компонентов производили путем изготовления образцов предлагаемого материала по технологии, описанной в примере, и последующего испытания на трибометре. В таблице 1 приведены составы четырех композиций и показатели триботехнических свойств (скорость изнашивания, коэффициент трения) композиционных материалов, полученные при испытании трех образцов каждой композиции.

Приведенные в таблице результаты показывают, что заявленный полимерный композиционный материал имеет среднее значение скорости изнашивания 5,9·10-4 г/ч и коэффициент трения 0,08.

В то же время прототип имеет средние показатели триботехнических свойств - 20,2·10-4 г/ч и 0,078 (см. патент на изобретение №2307130). Таким образом, заявленный антифрикционный полимерный композиционный материал имеет меньшую в 3,4 раза среднюю скорость изнашивания при одинаковом с прототипом коэффициенте трения.»

Следовательно, применение заявленного материала, обладающего более высокой износостойкостью, обеспечит повышение надежности и долговечности соответствующих узлов трения машин минимум в 3 раза без увеличения потерь мощности на трение при прочих равных условиях.

Антифрикционный полимерный композиционный материал, состоящий из политетрафторэтилена, порошка скрытокристаллического графита с удельной поверхностью 50-75 м/г, отличающийся тем, что второй наполнитель представляет собой наноразмерный порошок двуокиси кремния, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 151.
10.05.2013
№216.012.3e43

Электропневматический амортизатор

Изобретение относится к виброзащитной технике. Электропневматический амортизатор содержит обойму (1) и пуансон (2), соединенные между собой эластичным упругим элементом (3). Коаксиально им и соосно между собой установлены соленоиды (4, 5). Сердечник (6) выполнен составным и жестко соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481506
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4050

Способ увода отделяющейся части ракеты-носителя с орбиты полезной нагрузки и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам космического назначения (РКН) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Газовый ракетный двигатель (ГРД) предназначен для увода отделяющейса части (ОЧ) РКН с орбиты полезной нагрузки. ГРД обеспечивает вращение вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482034
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.06.2013
№216.012.4da4

Пирометр спектрального отношения

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел методом спектрального отношения, и может быть использовано в любых отраслях промышленности для измерения температуры различных материалов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485458
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e73

Синхронно-синфазный электропривод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи. Технический результат заключается в повышении быстродействия электропривода при переходе в синхронно-синфазный режим работы. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485665
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.5fe7

Стыковочное устройство космических аппаратов

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Стыковочное устройство космических аппаратов содержит активный агрегат, в центре которого установлен стыковочный механизм, и пассивный агрегат с ответным приемным конусом, который заканчивается гнездом. Приемным конусом служит сопло маршевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490183
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a2

Фотометрическое устройство

Изобретение относится к области фотометрии и может быть использовано в оптико-электронных приборах с фотодиодными преобразователями излучений. Фотометрическое устройство содержит фотодиод, три переключателя, повторитель напряжения, устройство выборки и хранения, устройство управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492433
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c73

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в условиях пониженного давления и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей, основанном на введении в экспериментальную установку теплоносителя, обеспечении условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493414
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.861c

Устройство для управления пространственным положением обрабатываемой детали на станке

Изобретение относится к управлению пространственным положением обрабатываемой детали. Технический результат заключается в повышении точности обработки за счет компенсации погрешностей установки детали и путем обеспечения ее раздельного поворота вокруг осей, параллельных осям координат станка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500010
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9185

Снаряд с газовым подвесом

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к снарядам с газовым подвесом. Снаряд с газовым подвесом содержит гладкую цилиндрическую часть. В цилиндрической части выполнена полость питания. Полость питания соединена с наружной цилиндрической поверхностью через питающие устройства. Полость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502946
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e32

Способ спуска отделяющейся части ступени ракеты космического назначения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для спуска отделяющихся частей (ОЧ) ракет космического назначения (РКН) с орбит полезных нагрузок. ОЧ РКН содержит топливный отсек, силовой отсек с днищами. На верхнем днище установлены поворотные камеры газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506206
Дата охранного документа: 10.02.2014
Показаны записи 1-10 из 153.
10.05.2013
№216.012.3e43

Электропневматический амортизатор

Изобретение относится к виброзащитной технике. Электропневматический амортизатор содержит обойму (1) и пуансон (2), соединенные между собой эластичным упругим элементом (3). Коаксиально им и соосно между собой установлены соленоиды (4, 5). Сердечник (6) выполнен составным и жестко соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481506
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4050

Способ увода отделяющейся части ракеты-носителя с орбиты полезной нагрузки и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам космического назначения (РКН) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Газовый ракетный двигатель (ГРД) предназначен для увода отделяющейса части (ОЧ) РКН с орбиты полезной нагрузки. ГРД обеспечивает вращение вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482034
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.06.2013
№216.012.4da4

Пирометр спектрального отношения

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел методом спектрального отношения, и может быть использовано в любых отраслях промышленности для измерения температуры различных материалов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485458
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e73

Синхронно-синфазный электропривод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи. Технический результат заключается в повышении быстродействия электропривода при переходе в синхронно-синфазный режим работы. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485665
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.5fe7

Стыковочное устройство космических аппаратов

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Стыковочное устройство космических аппаратов содержит активный агрегат, в центре которого установлен стыковочный механизм, и пассивный агрегат с ответным приемным конусом, который заканчивается гнездом. Приемным конусом служит сопло маршевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490183
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a2

Фотометрическое устройство

Изобретение относится к области фотометрии и может быть использовано в оптико-электронных приборах с фотодиодными преобразователями излучений. Фотометрическое устройство содержит фотодиод, три переключателя, повторитель напряжения, устройство выборки и хранения, устройство управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492433
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c73

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в условиях пониженного давления и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей, основанном на введении в экспериментальную установку теплоносителя, обеспечении условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493414
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.861c

Устройство для управления пространственным положением обрабатываемой детали на станке

Изобретение относится к управлению пространственным положением обрабатываемой детали. Технический результат заключается в повышении точности обработки за счет компенсации погрешностей установки детали и путем обеспечения ее раздельного поворота вокруг осей, параллельных осям координат станка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500010
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9185

Снаряд с газовым подвесом

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к снарядам с газовым подвесом. Снаряд с газовым подвесом содержит гладкую цилиндрическую часть. В цилиндрической части выполнена полость питания. Полость питания соединена с наружной цилиндрической поверхностью через питающие устройства. Полость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502946
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e32

Способ спуска отделяющейся части ступени ракеты космического назначения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для спуска отделяющихся частей (ОЧ) ракет космического назначения (РКН) с орбит полезных нагрузок. ОЧ РКН содержит топливный отсек, силовой отсек с днищами. На верхнем днище установлены поворотные камеры газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506206
Дата охранного документа: 10.02.2014

Похожие РИД в системе