Антифрикционные материалы на основе графитонаполненного фенилона

Введение в состав полимеров антифрикционных наполнителей существенно улучшает их антифрик­ционные свойства. Такие материалы могут применять­ся как при сухом трении, так и при наличии различ­ных смазывающих веществ, в том числе и агрессив­ных. Однако наряду с улучшением антифрик­ционных свойств прочностные показатели при этом нередко снижаются. Ароматический полиамид фенилон известен как конструкционный материал, применяемый для изготовления узлов трения, рабо­тающих в жестких условиях.

Наиболее интересны исследования свойств композиционных материа­лов на основе фенилона и природного графита марок С1, ГК-1 и ГАК-1, которые значительно отличаются друг от друга по размеру частиц. Содержание напол­нителя в композициях составляет 20 %. Образцы для испытаний по­лучают методом компрессионного прессования в обо­греваемых пресс-формах. Антифрикционные свойства изучают на стандартной машине трения МИ-1М. В качестве контртела применяют диск из Ст.45, термо-обработаниый до твердости HRC 45—48. Интенсив­ность износа определяют с помощью измерителя ма­лых перемещений через каждые 10 м пути. Силу тре­ния измеряют тензометрическим способом.

Как известно, графит обладает большой анизо­тропией свойств. Так, его твердость, измеренная вдоль слоев, приближается к твердости алмаза, а в перпен­дикулярном направлении — очень мала. Эта особен­ность существенно влияет на трение и износ графито­наполненных систем вследствие ориентации чешуек графита в полимерной матрице при формовании. При сухом трении более высокой износостойкостью обла­дают образцы, нагружаемые перпендикулярно плоско­сти прессования. Для учета этого явления при изготовлении деталей, имеющих форму втулки, не требуется сложной оснастки, так как при наибо­лее простом варианте прессования направление тре­ния будет параллельно направлению прессования. Процесс трения в этом случае реализуется в плоско­сти, перпендикулярной ориентации частиц наполните­ля как при возвратно-поступательном, так и при вра­щательном движении трущихся пар. При соблюдении этого условия втулки из графитонаполненного фенилона более износостойки, чем втулки из баббита при трении со смазкой.

Фенилон обладает низкой адгезионной способно­стью к графиту. В случае применения графита марки ГАК-1, повидимому, происходит некоторая ориента­ция его частиц в процессе прессования, что подтверж­дается появлением анизотропии свойств композиции во взаимно перпендикулярных направлениях. Более предпочтительным является введение в фенилон гра­фита с размером частиц 30—60 мкм. Получаемые при этом материалы имеют достаточно высокие прочност­ные показатели и могут использоваться для изготов­ления узлов трения машин, работающих в жестких условиях.

В условиях работы компрессоров высокого давле­ния материал подшипников испытывает действие пульсирующих нагрузок порядка 35 МПа, а скорости скольжения достигают 5 м/с, что предъявляет повы­шенные требования к его прочностным показателям.

Применение данных составов для производства сальников компрессоров высокого давления взамен баббита Б-83 позволило повысить долговечность этих изделий в 4—5 раз.

К списку