Brevet FR2146910A1 — publié le 19730309

La présente invention concerne les matériaux autolubrifiants antifriction. tes matériaux considérés sont utilisés dans la fabrication de pièces d'organes de frottement fonctionnant sans lubrification, ainsi que dans la fabrication de pièces d'organes de frottement fonctionnant dans l'eau, dans le pétrole, dans les huiles lubrifiantes et dans l'oxygène liquide. On connaît des matériaux autolubrifiants antifriction contenant une charge de carbone constituée # poudre de coke de pétrole calciné ou de poudre de graphite artificiel, ou encore une charge constituée de l'une de ces poudres et de tissu de carbone; 11 agglomérant utilisé est alors la résine époxyde ou la résine polyalumophénylsiloxamique, le lubrifiant sec étant constitué par de la poudre de nitrure de bore, de graphite naturel ou de disulfure de molybdène.Ainsi, par exemple, on connaît un matériau autolubrifiant antifriction de composition pondérale suivante 67% de poudre de coke de pétrole calciné, 2,5% de résine époxyde, 1,25% de résine polyalumophénylsiloxanique, 21,25% de résine polyméthylphénylsiloxanique et 8% de disulfure de molybdène. On connaît aussi d'autres matériaux autolubrifiants antifriction. Par exemple, il existe un matériau antifriction de composition pondérale suivante 56% de résine phénolformaldéhyde, 4,4% de poudre de graphite naturel. 19% de poudre de plomb, 19% de poudre de cuivre et 1 ,6% de résine de silicone. On connaît également un matériau antifriction de composition pondérale suivante : 35,5% de résine époxyde, 54% de disulfure de molybdène, 10,3% d'un durcisseur de la résine époxyde (agent 901) et 0,2% d'éther de stéarine. On connaît en outre un matériau autolubrifiant antifriction constitué par un tissu de corde traité à chaud et imprégné d'un mélange de résine phénol-formaldéhyde et de graphite. tes matériaux autolubrifiants antifriction connus précités ne présentent pas une résistance mécanique suffisamment élevée. Lorsqu'ils sont utilisés dans les organes de frottement fonctionnant sous des charges spécifiques élevées, ces matériaux sont caractérisés par une résistance à l'usure relativement faible, car aux surfaces de frottement se développe des températures de l'ordre de 200 à 30000, et dans ces conditions la longévité des matériaux considérés est encore plus réduite (le coefficient de frottement et la vitesse de l'usure augmentent brusquement). Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Pour toutes ces raisons, l'invention vise à modifier le rapport des ingrédients du matériau autolubrifiant antifriction constitué par une charge de carbone, sous forme de poudre de coke de pétrole calciné ou de poudre de graphite artificiel, ou par l'une de ces charges poudreuses avec un tissu de carbone, un agglomérant sous forme de résine époxyde à poids moléculaire de 300 à 1560 obtenu par condensation de l'épichlorhydrine sur le diphénylolpropane, et de résine polyalumophénylsiloxanique à poids moléculaire de 5000 à 15000 avec un rapport des atomes de silicium et aux atomes d'aluminium de 3 à 8 respectivement et un lubrifiant sec sous forme de poudre de nitrure de bore, de graphite naturel ou de disulfure de molybdène. Conformément à 11 invention, ce problème est résolu du fait que dans le cas d'un matériau antifriction contenant une charge de carbone sous forme de poudre, la composition pondérale du matériau considéré est la suivante : 60 à 85% de charge de carbone, 17 à 22% de résine d'époxyde, 1 à 3% de résine polyalumophénylsiloxanique, et 3 à 10% de lubrifiant sec. Dans le cas d'un matériau antifriction contenant une charge de carbone sous forme de poudre et de tissu de carbone, la composition pondérale du matériau considéré est la suivante : 1,5 à 20% de charge de carbone sous forme de poudre, 20 à 60% de'tissu de carbone, 17 à 40% de résine époxyde, 3 à 8% de résine polyalumophénylsiloxanique, et 5 à 12% de lubrifiant sec. Le matériau antifriction faisant l'objet de la présente invention présente en meme temps la haute résistance mécanique élevée caractérisant les plastiques à base d'époxyde, la haute résistance thermique caractérisant les matières plastiques à base de résine de silicone, ainsi qu'un remarquable pouvoir autolubrifiant, un coefficient de frottement élevé et une excellente résistance à l'usure, qui sont propres aux matériaux à base de carbone. Le matériau de l'invention est également caractérisé par une dureté élevée et une faible perméabilité aux gaz.Ces qualités permettent d'utiliser le matériau autolubrifiant antifriction pour la fabrication de segments de piston à l'usage des compresseurs fonctionnant sans graissage des cylindres de travail et avec une pression de refoulement de plus de 100 atmosphères, des joints en bout dans les systèmes "pétrole-air", "eau-air", "oxygène liquide-air", etc..., tournant à des vitesses de glissement de 7 à 20 m/s. On peut également exécuter à l'aide de ce matériau les plaques des pompes rotatives, les paliers lisses et les crapaudines soumis à des charges spécifiques de frottement allant jusqu a 70 kgf/cm. Le matériau de l'invention peut être utilisé pendant un temps prolongé ,plus de 100Aheur-es) à des températures ambiantes de - 200 à + 2000C, et pendant une courte durée (moins de 100 heures) à des températures de 200 à 3000C. tes charges spécifiques et les vitesses de glissement maximales admissibles dépendant dans chaque cas particulier des conditions concrètes d'exploitation évacuation des calories de la surface de glissement par les fluides, température ambiante, etc... Comme on l'a indiqué plus haut, dans la composition du matériau antifriction proposé entre la résine époxyde à poids moléculaire de 300-1560. La résine époxyde à poids moléculaire de 300 à 600 est obtenue par le procédé ordinaire, c'est-à-dire par condensation de 2 à 5 moles d'épichlorhydrine et d'une mole de diphénylolpropane dans un milieu alcalin, à une température de 60 à 1000C, d'après le schéma suivant Après la condensation, qui dure de 2 à 3 heures, le solvant et les produits n'ayant pas réagi sont chassés par distillation à une température allant jusqu'à 1300C. La résine d'époxyde à poids moléculaire de 600 à 1560 est obtenue par condensation de la résine époxyde à poids moléculaire de 300 à 600 avec une quantité supplémentaire de diphénylolpropane, ou par condensation de ce dernier avec l'épichlorhydrine dans un milieu alcalin à une température de 120 à 130 C. Pour la synthèse de la résine époxyde à poids moléculaire de 600 à 1560, le rapport molaire du diphényloîpropane à l'épichlorhydrine est de 4-6 à 5,7 respectivement. Après la séparation par distillation de l'eau et du solvant (toluène) à une température de 110 à 1300C, on obtient une résine visqueuse de couleur jaune. Les résines époxydes obtenues par le procédé mentionné sont lavées à l'eau pour éliminer les alcalis et le chlorure de sodium jusqu'à une valeur de pH égale à 6,5-7,5 et une teneur en ions chlore ne dépassant pas 0,2%. te matériau antifric#tion proposé comprend, comme on l'a mentionné plus haut, de la résine polyalumophénylsiloxanique à poids moléculaire de 5000 à 15000 ayant une structure cyclique linéaire, avec des groupements phénoliques aux atomes de silicium et des atomes d'aluminium dans la chaîne principale de la macromolécule.La formule #structurale de cette résine est la suivante ta résine polyalumophénylsiloxanique de cette structure est obtenue elle aussi par l'un des procédés connus en soi, à savoir ; par décomposition double des sels sodiques des phénylsilantriols en présence de chlorure d'aluminium cu de sulfate d'aluminium, ou bien par hydrolise commune du phênyltrichloro- silane et du chlorure ou de sulfate d'aluminium dans un milieu alcalin. tes solvants organiques sont par exemple constitués par le toluène ou le butanol. En choisissant le rapport du monomère organosilicique et au sel d'aluminium, on obtient du polyalumophénylsiloxane avec différents rapports Si/Al. La résine polyalumophénylsiloxanique à structure cyclique linéaire est caractérisée par une résistance thermique élevée, car la destruction de sa molécule nécessite la rupture de trois liaisons Si-O-Si, ou de deux liaisons Si-O-Si et d'une liaison Si-0-Al, ou encore d'une liaison Si-O-Si et de deux liaisons Si-0-Al. L'énergie élevée des liaisons Si-O-Si et Si-0-Al, constituant respectivement 86 et 140 kcal/mole, ainsi que la nécessité de la rupture simultanée de trois liaisons chimiques aussi solides, réduisent nettement la vitesse de destruction thermique, aux hautes températures du matériau antifriction contenant de la résine polyalumophénylsiloxanique. L'aluminium dans la chaîne principale de la macromolécule est un facteur actif de coordination pour les atomes électrophiles de l'oxygène. Cela engendre un système supplémentaire de liaisons internes dans l'agglomérant, et de cette façon améliore la résistance du matériau antifriction aux déformations mécaniques en présence de températures élevées sur les aspérités des surfaces de glissement. te matériau antifriction proposé comprend, comme on l'a mentionné plus haut, des charges de carbone obtenues par des procédés de carbonisation et de graphitisation connus en soi. te principe de ces procédés consiste à faire subir un traitement thermique à des produits tels que le coke de pétrole ou le tissu de viscose à des températures de 700 à 24000C dans un milieu gazeux réducteur (CO, hydrocarbures) ou neutre (azote). Après le traitement thermique à des températures de 700 à 11000C, les produits considérés contiennent, en proportions pondérales, 70 à 90% de carbone, 0,5 à 2% d'hydrogène, 0,2 à 2,5% d'oxygène et 8 à 25% d'impuretés inorganiques. te traitement thermique à 1200-16000C favorise l'élimination de presque toutes les impuretés se trouvant dans le matériau de carbone.Après ce traitement thermique le matériau est constitué, en proportions pondérales, par 95 à 99% de carbone et 1 à 5%, au plus, d'impuretés inorganiques. te traitement thermique à des températures de 1600 à 24000C confère au carbone une structure cristalline de graphite.Après le traitement thermique aux températures mentionnéés (700 - 24000C), la charge de carbone acquiert des propriétés autolubrifiantes, ce qui entraîne une réduction du coefficient de frottement au glissement ainsi qu'une amélioration de la résistance à l'usure des matériaux antifriction. te traitement thermique de la poudre de coke de pétrole est réalisé dans des fours de recuit et de graphitisation à action périodique, en chargeant la poudre mentionnée dans des creusets en graphite. te traitement thermique des tissus est réalisé dans des fours à puits, en faisant passer le tissu d'une façon continue à travers le four, ou dans des fours de graphitisation en chargeant le tissu dans des creusets en graphite. te matériau antifriction autolubrifiant faisant l'objet de la présente invention est préparé de la façon suivante. Une charge de carbone (coke de pétrole calciné ou graphite artificiel) réduite à une granulométrie à laquelle jusqu'à 90% de la poudre passe à travers une toile à mailles de 0,09 mm, et pas plus de 1,5% reste sur une toile à mailles de 0,15 mm, est placée dans un mélangeur à palettes en forme de Z. Ensuite, la charge de carbone est mélangée avec un lubrifiant sec, une résine époxyde et une solution de résine polyalumophénylsiloxanique, par exemple dans du toluène. Après brassage la masse est séchée dans une étuve à vide ou directement dans le mélangeur, si ce dernier est doté d'un réchauffeur. La masse ainsi obtenue est traitée dans des broyeurs à mâchoire et à vibrations pour être ensuite tamisée sur une toile à mailles de 0,3 à 0,5 mm. La poudre ayant passé par la toile est considérée comme apte à être comprimée. Dans le cas où le matériau antifriction comporte du tissu de carbone en plus de la charge de poudre de carbone, le matériau considéré sera fabriqué de la façon suivante. L'on prépare le produit d'imprégnation en mélangeant la charge de poudre de carbone avec la résine époxyde, la solution de résine polyalumophénylsiloxanique, le lubrifiant sec et du toluène ou de l'acétone (pour la dissolution de la résine époxyde). Ensuite, l'on procède à l'imprégnation du tissu de carbone suivant un procédé manuel ou mécanique. Dans ce dernier cas on fait appel à des appareils d'imprégnation ordinaires. A l'aide d'un mécanisme de traction de ruban le tissu est tiré à travers le mélange d'imprégnation préparé. Le tissu imprégné de cette façon passe ensuite à travers l'étuve à puits à la sortie de laquelle on reçoit le produit devant être comprimé. Le tissu imprégné et séché est découpé en lopins dont les dimensions coïncident avec la section du moule à pression. On peut aussi découper le tissu sous forme bandes étroites de 5 à 10 mm de large et de 2 à 5 mètres de long, ou sous forme de morceaux de différentes configurations (carrés, parallélépipèdes) avec des dimensions de 10 à 20 sur 10 à 40 mm. A partir du matériau à comprimer, se présentant sous forme de poudre ou de lopins de tissu imprégné et séché, on obtient après compression sous presse les ébauches ou les pièces des organes de frottement de machines et mécanismes. A cet effet, le matériau est placé dans le moule à pression à une température de 20 à 700C. te moule est ensuite fermé et on y crée une pression de 200 à 650 kf/cm . Le chauffage est ensuite branché pour élever la température, sous une pression permanente, jusqu'à 200-2050C pendant 60 à 120 minutes en fonction de la dimension du moule à pression et de la puissance du réchauffeur. t'ébauche est maintenue sous pression à une température de 20 à 205 OC à raison de 2 à 3 minutes par millimètre d'épaisseur de la pièce. Ensuite l'ébauche ou la pièce comprimée est refroidie dans le moule à pression jusqu a une température de 80 à 1000C, puis l'ébauche ou la pièce est déchargée. Pour accélérer le refroidissement, le moule à pression est équipé d'un échangeur de chaleur à eau. La température du moule est mesurée dans le corps de ce dernier, à la moitié de la hauteur de l'ébauche ou de la pièce. tes pièces de profil mince peuvent être également exécutées avec de la poudre par le procédé de coulée des résines thermoréactives sous pression. La température de moulage est alors de 210 à 2150C pour une pression dans le moule de coulée de 200 à 400 kgf/cm2, la durée de maintien de la pièce dans le moule de coulée étant de 5 à 30 minutes. La température de la masse dans le mécanisme à vis sans fin et les jets de coulée ne doit pas dépasser 100 à 110 C. Avant d'extraire la pièce du moule de coulée, la température doit être ramenée à 80-1000C en refroidissant le moule de coulée par eau. Pour rendre l'invention plus compréhensible on donne dans ce qui suit quelques exemples non limitatifs d'obtention du matériau antifriction autolubrifiant faisant l'objet de la présente invention. EXEMPtE 1 Dans un mélangeur à palettes de 100 litres on a versé 37 kg de coke de pétrole qui a été préalablement calciné à une température de 1300 à#13500C, et dont la composition granulométrique étant telle que 78 de la poudre passait à travers une toile à mailles de 0,90 mm,tandis que ce qui restait sur une toile à mailles de 0,15mm constituait 1,1%.Dans le mélangeur on a également versé 2,5 kg de nitrure de bore.le mélange de poudre a été brassé pendant 10 minutes.Ensuite,on a ajouté dans le mélangeur 9,5kg de résine époxyde à poids moléculaire 380 et 1 kg de résine polyalumophénylsiloxanique à poids moléculaire 12000 (cette dernière était constituée par une solution à 45 % dans le toluène)-. La résine époxyde mentionnée a été obtenue dans un milieu de toluène en condensant deux moules d'épichlorydine et une mole de diphénylopropane en présence d'un double excédent d'une solution aqueuse de soude caustique à 50% par rapport au chlorure d'hydrogène se dégageant. La température de condensation était de 600C pour une durée de 2 heures. Une fois l'opération terminée le solvant (toluène et eau) a été chassé par distillation à une température allant jusqu'à 1300C. La résine a été lavée à l'eau pour éliminer les alcalis et le chlorure de sodium. La teneur du produit final en ions chlore était inférieure à 0,1% en poids, le pH était de 7,1. La teneur en groupements époxydes était de 22%#en poids, le poids moléculaire moyen, déterminé par cryoscopie, était de 380. La résine polyalumophénylsiloxanique indiquée plus haut a été obtenue par décomposition double du sel sodique de phénylsilantriol avec du sulfate d'aluminium dans un milieu de toluène et d'eau. te rapport initial des atomes de silicium aux atomes d'aluminium était de 8. Cela a permis d'obtenir dans le polyalumophénylsiloxane un rapport de 6,3 entre le silicium et l'aluminium. La résine polyalumophénylsiloxanique dissoute dans le toluène a été lavée à l'eau pour ramener sa teneur en ions sulfate a moins de 0,1 en poids, après quoi le toluène a été chassé par distillation jusqu'à l'obtention d'une solution de résine à 45%. Le poids moléculaire de la résine, déterminé par cryoscopie, était de 12000. La masse préparée auparavant (coke de pétrole calciné, nitrure de bore, résines époxyde et polyalumophénylsiloxanique) a été maintenue sous vide (pression résiduelle de 300 à 400 mm Hg) avec brassage pendant 40 minutes. Pendant ce temps, à l'aide du réchauffeur électrique du mélangeur, la température de la masse a été augmentée de 20 à 1050C. Lorsque cette température a été atteinte, ou cessé le chauffage, le maintien sous vide et le brassage. La masse de moulage a été ensuite déchargée pour être ensachée. Après concassage dans un broyeur à mâchoires (un seul passage par les mâchoires) et un broyeur à vibrations (40 minutes de broyage), la poudre à comprimer a été tamisée à travers une toile à mailles de 0,5 mm pour être ensuite comprimée dans un moule à pression afin d'obtenir des ébauches de 265 mm de diamètre et 230 mm de hauteur.La température de compression était de 200 à 2050G, la pression de 600 à 650 kgf/cm , la durée de maintien à la température de compression étant de 10 heures. Après le refroidissement du moule à pression jusqu'à la température de 800C, l'ébauche obtenue a été extraite du moule. Pour les essais de résistance à la compression du matériau obtenu on a fabriqué des cylindres de 10 mm de diamètre et de 20 mm de hauteur. ta masse volumique et la dureté Brinell ont été déterminées sur des échantillons de 15x15x100 mm. La vitesse d'usure et le coefficient de frottement ont été déterminés sur des échantillons de 10x10x10 mm avec glissement des échantillons sur un rouleau en acier au chromenickel contenant, en proportions pondérales 1% de carbone, 18% de chrome, 9% de nickel. La dureté PRO de l'acier était de 40 à 50 kgf/cm , la hauteur des asperités 2 à 4# . La vitesse de glissement des surfaces de frottement était de 0,5m/s pour une charge spécifique de 70 kgf/cm . La vitesse d'usure, exprimée en, était déterminée en tant que rapport entre la réduction de la hauteur de l'échantillon et la durée de l'essai. La perméabilité aux gaz a été déterminée sur des échantillons en forme de bagues avec un diamètre extérieur de 25 mm, un diamètre intérieur de 18 mm et une hauteur de 10 mm. L'échantillon (la bague) a été recouverte d'en-dessus et d'en-dessous d'abord par des disques en caoutchouc, puis par des disques en acier. L'air de l'enceinte interne ainsi formée a été pompé jusqu'à une dépression de 0,5 à 1 mm Hg. La perméabilité aux gaz de l'échantillon a été calculée en se basant sur la variation de la pression dans l'enceinte interne au bout de 60 minutes. Les propriétés du matériau antifriction autolubrifiant obtenu de la manière décrite ci-dessus, sont les suivantes masse volumique, g/cm3 ............................ 1,76+0,02 résistance à la compression, kgf/cm .............. 2050 +100 dureté Brinell, kgf/cm ....................... 65 + 5 vitesse d'usure #/h 2 2 2 0,2 coefficient de frottement ................... ....... 0,06 + 0,01 perméabilité aux gaz (Darcy) 10 9+10 10 EXEMPLE 2 Dans un mélangeur à palettes de 10 litres on a versé 3,55 kg de coke de pétrole calciné obtenu comme dans l'exemple 1 et avec la même granulométrie, 0,4 kg de disulfure de molybdène, 0,95 kg de résine époxyde obtenu comme dans l'exemple 1, et 0,1 kg de résine polyalumophénylsiloxanique sous forme d'une solution à 45% dans le toluène, obtenue elle aussi suivant l'exemple 1. te mélange obtenu a été braisé pendant 30 minutes à la température ambiante pour être ensuite séché dans une étuve à vide jusqu'à une température de 100 à 1200C sous une pression résiduelle de 200 mm Hg pendant 60 minutes. Ensuite, la masse a été concassée et broyée, comme décrit dans l'exemple 1, et a té comprimée à la presse afin d'obtenir des ébauches de 78 mm de diamètre et 100 mm de haut.La pression de moulage était de 600 à 650 kgf/cm2, la température de 200 à 205 C, la durée de compression de 5 à 5,5 heures. Pour vérifier les propriétés du matériau antifriction autolubrifiant obtenu on a réalisé des essais identiques à ceux de l'exemple 1. On a obtenu les résultats suivants Masse volumique, g/cm3 1 ,78+O,02 résistance à la compression, kgf/cm2 1800+1 OC dureté Brinell, kgf/cm2 ............................. 59+4 vitesse d'usure#/h ................................ 2,4+0,3 Coefficient de frottement ........................... 0,06+0,01 perméabilité aux gaz (Darcy) ........................ 5.10 9+~10% EXEMPLE 3 Dans un mélangeur de 100 litres on a versé 34,5 kg de graphite artificiel obtenu par traitement thermique du coke de pétrole à une températuride 22000C, et 5 kg de graphite naturel. tes poudres ont été mélangées pendant 20 minutes. Ensuite, on a introduit dans le mélangeur 9,3 kg de résine époxyde à poids moléculaire de 450, et 1,2 kg de résine polyalumophénylsiloxanique à poids moléculaire de 7000 (cette dernière étant constituée par une solution à 63% dans le toluène). La résine époxyde mentionnée a été obtenue par condensation de 3 moles d'épichlorhydrine et d'une mole de diphénylolpropane. tes conditions de condensation et d'épuration de la résine étaient identiques à celles de l'exemple 1. La résine contenait, en proportions pondérales moins de 0,2% d'ions chlore et 18% de groupements époxydes; son poids moléculaire moyen, déterminé par cryoscopie, était de 450. La résine polyalumophénylsiloxanique a été obtenue de la même façon que dans l'exemple 1, avec un rapport initial Si/Al égal à 6. Dans la résine obtenue le rapport des atomes Si/Al était de 4,2. te poids moléculaire de la résine, déterminé par cryoscopie, était de 7000. La masse constituée par le graphite artificiel et naturel, la résine époxyde et la résine polyalumophénylsiloxanique a été soumise au séchage, au concassage et au broyage de la même façon que dans l'exemple 1. Ensuite, à l'aide du matériau obtenu, on a procédé à la confection d'ébauches de 400x100x150 mm sous une pression de 400 kgf/cm2 et à une température de 200 à 2050C pendant 10 heures. tes propriétés du matériau antifriction autolubrifiant obtenu ont été vérifiées de la même façon que dans l'exemple 1. On a obtenu les résultats suivants masse volumique, g/cm3 1 80+0,02 résistance à la compression, kgf/cm2 1200+50 dureté Brinell, kgf/mm2 #O+5 vitesse d'usurh 4+0,5 coefficient de frottement 0,08+0,01 perméabilité aux gaz (Darcy) 10 9+10fo -9#10% EXEMPLE 4 Dans le mélangeur on a chargé : 7,2 kg de coke de pétrole calciné obtenu conformément à l'exemple 1; 0,5 kg de nitrure de bore; 2,1 kg de résine époxyde à poids moléculaire de 1560, et 0,2 kg de résine polyalumophénylsiloxanique sous forme d'une solution à 63 dans le toluène, obtenue comme dans l'exemple 3. La résine époxyde considérée a été obtenue par condensai ion de la résine époxyde synthétisée selon l'exemple 1, sur le diphénylolpropane introduit en quantité telle, que le rapport molaire de l'épichlorhydrine au diphényloîpropane soit de-7/6. La température de condensation était de 130 à 14000, pendant une durée de 2 heures. On a obtenu ainsi une résine . jaunâtre se durcissant à la température ambiante et comportant 8%, en poids, de groupements époxydes et dont le poids moléculaire, déterminé par cryoscopie, était de 1560. te mélange préalablement préparé, constitué par le coke de pétrole calciné, le nitrure de bore, la résine époxyde et la résine polyalumophénylsiloxanique a été brassé sous-vide (dépression de 300 mm Eg) à la température de 1300C pendant 90 minutes. Ensuite la masse a été concassée, broyée et tamisée de la même façon que dans l'exemple 1. La poudre obtenue a été comprimée en ébauches de 78 mm de diamètre et 100 mm de hauteur. La pression 2 de moulage était de 600 à 650 kgf/cm , la température de 200 à 2050C, la durée de compression de 5 à 5,5 heures. tes propriétés du matériau antifriction ont été éprouvées de la même façon que dans l'exemple 1. tes résultats obtenus sont les suivants masse volumique, g/cm3 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 1,79+0,01 résistance à la compression, kgf/cm2 ............... 1500+100 dureté Brinell, kgf/mm2 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 38+5 vitesse d'usure ............................... 2,7+0,2 coefficient de frottement .......................... 0,07+0,01 perméabilité aux gaz (Darcy) 10 8+15%. 10-8#15%. EXEMPLE 5 La poudre à comprimer a été préparée de la même façon que dans l'exemple 1, mais en étant séchée à une température de 900C et utilisée pour former des pièces en forme de bagues (diamètre extérieur 45 mm, diamètre intérieur 36 mm, hauteur 5 mm) par le procédé de coulée de résines thermoréactives sous pression. La température de coulée était de 1000C, la température du moule de 2 coulée de 215 C, la pression de coulée de 250 kgf/cm , la durée de séjour de la pièce dans le moule de 30 minutes. Pour le matériau antifriction autolubrifiant obtenu on a déterminé la masse volumique par suspension hydrostatique de la bague aux dimensions mentionnées, la résistance à la compression d'échantillons de 5x5x5 mm; la vitesse d'usure et le coefficient de frottement ont été vérifiés de la même façon que dans l'exemple 1, mais sur des échantillons de 5x5x5 mm. tes résultats des essais sont les suivants masse volumique, g/cm 1 ,76+O,03 résistance à la compression, kgf/cm2 ............. 1950+100 vitesse d'usure, / /h ............................. 2,1#0,2 Coefficient de frottement ......................... 0,06#0,01 EXEMPLE 6 Dans un mélangeur de 25 litres on a préparé un mélange d'imprégnation constitué par des résines, de la poudre de coke de pétrole, du lubrifiant sec et du toluène. On a d'abord versé 10 kg de résine époxyde, obtenue de la même façon que dans l'exemple 1, et 2 kg de résine polyalumophénylsiloxanique sous forme d'une solution à 45% dans le toluène, obtenue de la même façon que dans l'exemple 1. On a ajouté aux résines 2,5 kg de nitrure de bore, 15,5 kg de toluène et 1 kg de poudre de coke de pétrole calciné obtenu de la même façon que dans l'exemple 1. te mélange a été brassé à la température ambiante pendant 30 minutes, puis on a procédé à l'imprégnation d'un tissu de carbone à l'aide de ce produit, tout en brassant le mélange d'une façon continue.Le tissu de carbone a été préalablement obtenu par traitement thermique d'un tissu de viscose dans un milieu de méthane à une température de 1200 à 12500C. Pour l'imprégnation, le tissu de carbone sous forme d'une bande de 220 mm de large,a#éta' trempé dans le mélange d'imprégnation de manière que 1200 mm de tissu se trouvent simultanément 1200 mm dans le mélange. La vitesse de translation du tissu était de 2,5 m/h. te tissu imprégné a été séché dans une étuve à puits à la température de 1100C pendant 40 mn. En un seul passage du tissu de carbone à travers le mélange d'imprégnation l'accrolsse- ment du poids du tissu après son séchage constituait 67% du poids du tissu considéré. Dans le matériau obtenu de la façon décrite on a découpé des lopins de 400x100 mm, qui ont été empilés en paquet de 250 mm de hauteur. te paquet a été comprimé dans un moule à pression à section de 400x100 mm, avec un effort de 200 kgf/cm2 et à une température de 200 à 2050C pendant 10 heures. Ensuite le moule à pression contenant l'ébauche a été refroidi jusqu'à 800C, après quoi l'ébauche a été retirée du moule à pression. L'ébauche a été utilisée pour obtenir des échantillons de 15x15x120 mm servant à déterminer la résistance à la flexion et la masse volumique. ta résistance à la flexion a été déterminée en appliquant l'effort parallèlement ou perpendiculairement aux couches du tissu de carbone. Sur des échantillons de 10x10x10 mm on a déterminé la vitesse d'usure et le coefficient de frottement le long des couches de tissu. La conductivité électrique a été elle aussi déterminée le long des couches du tissu, sur les échantillons utilisés pour les essais de flexion. A la suite des essais réalisés, on a obtenu les caractéristiques suivantes du matériau antifriction autolubrifiant masse volumique, g/cm3 . . . . . . . . 1,3+0,1 résistance à la flexion, kgf/cm2: parallèlement aux couches de tissu . . 700+150 perpendiçulairement aux couches de + tissu .#. . . . . . . . . . .. . . .1800-200 vitesse d'usure, #/h ........ 3,8-0,5 coefficient de#frottement . . . . . . 0,08+0,02 résistivité, # mm2/m . . . . . . .. 90+30 Exemple 7 te mélange d'imprégnation a été préparé en versant dans le mélangeur: 1Okg de résine époxyde à poids moléculaire de 450, obtenue de la même façon que dans l t exemple 3; 1kg de résine polyalumophénylsiloxanique sous forme d'une solution à 45% dans le toluène obtenue de la même façon que dans l'exemple,1; 1Okg d'acétone; 2,5 kg de nitrure de bore et 1 kg de coke de pétrole calciné obtenu de la même façon que dans l'exemple 1. te mélange a été brassé à la température ambiante pendant 30 minutes, puis on a trempé le tissu de carbone dans le mélange mentionné. te tissu de carbone a été obtenu par traitement thermique d'un tissu de viscose dans un milieu de méthane à une température de 16000C. Les conditions de passage du tissu de carbone dans le bain d'imprégnation et le régime de séchage du tissu imprégné étaient analogues à ceux décrits dans l'exemple 6. En un seul passage du tissu de carbone dans le mélange d'imprégnation, l'augmentation du poids du tissu après le séchage a été de l'ordre de 100% du poids de ce tissu. te tissu imprégné et séché a été découpé en bandes de 1Omm de largeur et 2 à 3,5 m de longueur, puis il a été changé à l'état chiffonné, dans un moule à pression pour être comprimé en ébauche dans les conditions décrites dans l'exemple 6. On a confectionné à l'aide de l'ébauche obtenue des échantillons de 15x15x120 mm pour déterminer la résistance à la flexion ainsi que la masse volumique . La résistance à la flexion a été déterminée en appliquant l'effort parallèlement aux couches du tissu de carbone.5ur des échantillons de 10x10x1Omm on a déterminé la vitesse d'usure et le coefficient de frottement le long des couches de tissu. La résilience a été vérifiée sur des échantillons de 15x15x100 mm, et la perméabilité aux gaz sur des échantil lons en forme de bagues (les dimensions des bagues et les méthodes d'essai étaient identiques à celles de l'exemple 1). tes essais ont donné les caractéristiques suivantes du matériau autolubrifiant antifriction: masse volumique, g/cm3 . . . . . . . . 1,3+0,1 résistance à la flexion, kgf/cm2 . . . 1400+200 résilience, kgf/cm2.s . . . . . . . . 27+4 vitesse d'usure, #/h . . . . . . . 3,9i0,4 coefficient de frottement . . . . . . 0,08#0,02 perméabilité aux gaz,(Darcy) . . . . . 5. 1 o~8 t 10 Exemple 8 Pour la préparation du mélange d'imprégnation on a utilisé 1 kg de graphite naturel en poudre et 3 kg de graphite artificiel en poudre.Ce dernier a été obtenu par traitement thermique du co- ke de pétrole à la température de 24000C avec concassage subséquent dans un broyeur à vibrations. te graphite artificiel était d'une composition granulométrique telle, que 82% de la poudre passait à travers une toile à mailles de 0,09 ma, et que la fraction restant sur une toile à mailles de 0,15 mm constituait 1,2%. tes poudres de carbone précitées ont été mélangéesavec 10 kg de résine époxyde à poids moléculaire de 450, dont l'obtention a été décrite dans l'exemple 3, avec 1,2 kg de résine polyalumophény; siloxanique sous forme d'une solution à 63% dans le toluène, obtenue conformément à l'exemple 3, et avec 10 kg d'acétone. La durée du brassage des constituants était de 40 à 45 minutes. Pour prévenir la sédimentation des poudres de carbone, on a continué à brasser le mélange intensivement pendant l'imprégnation du tissu.Pour l'imprégnation on a utilisé du tissu de carbone obtenu par traite ment thermique d'un tissu de viscose dans un milieu de méthane et à une température de 18000C. On a fait passer le tissu à travers le mélange d'imprégnation, et on l'a séchéde la même façon que dans l'exemple 6. Pendant l'imprégnation du tissu, sa surface a reçu, en plus des résines, une couche de matériaux de carbone en poudre. En un seul passage du tissu de carbone à travers le mélange d'imprégnation, le poids de ce dernier a augmenté après séchage de 120% environ. Le tissu de carbone séché a été découpé en lopins de 400x100 mm qui ont été empilés en paquet de 250 mm de hauteur puis comprimés dans des moules à pression à section de 400x100 mm. t'effort de compression était de 200#20 kgf/cm2, la température de 200 à 2050C, la durée de maintien sous pression de 10 heures. On a obtenu à l'aide des ébauches comprimées des échantillons de 15x15x120 mm pour la détermination de la résistance à la flexion parallèlement aux couches de tissu. Sur ces me mes échantillons on a déterminé la dureté Brinell, la masse volumique et la résilience .On a également préparé des échantillons de lOxlOg10mm pour étudier la vitesse d'usure et le coefficient de frottement suivant la méthode décrite dans l'exemple 1. tes essais ont donné les caractéristiques suivantes du matériau antifriction autolubrifiant: masse volumique, g/cm3 . . . . * . . . 1,4+0,2 dureté Brinell kgf/mm2 résistance à la flexion, kgf/cm2. . . . 130On#150 résilience, kgf/cm2.s . . . . . . . . 20~5 coefficient de frottement . . . . . . . 0,08t0,01 vitesse d'usure . . . . . . . . 4,210,3 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons , si celles-ci sont exécutées selon l'es- prit de l'invention. REVEND i CAT ION Matériau antifriction autolubrifiant du type comprenant une charge de carbone sous forme de poudre de coke de pétrole calciné ou de poudre de graphite artificiel, ou encore l'une de ces charges en poudre avec un tissu de carbone, un agglomérant sous forme de résine époxyde à poids moléculaire compris entre 300 et 1560, obtenu par condensation de l'épichlorhydrine sur le diphénylolpropane, une résine polyalumophénylsiloxanique à poids moléculaire compris entre 5000 et 15000, dans laquelle le rapport des atomes de silicium à ceux de l'aluminium est de 3 à 8, un lubrifiant sec sous forme de poudre de nitrure de bore, de graphite natureb ou de disulfure de molybdène, caractérisé en ce que dans le cas d'un matériau antifriction comprenant une charge de carbone en poudre, il est constitué, en proportions pondérales par 60 à 85 % de charges de carbone, 17 à 22 0 de résine époxyde, 1 à 3 % de résine polyalumophénylsiloxanique et 3 à 10 fo de lubrifiant sec, tandis que dans le cas d'un matériau antifriction contenant une charge de carbone en poudre avec tissu de carbone, ledit matériau a la composition pondérale suivante - 1,5 à 20 % de charge de carbone en poudre, 20 à 60 % de tissu de carbone, 17 à 40 so de résine époxyde, 3 à 8 % de résine poly alumophénylsiloxanique et 5 à 12 % de lubrifiant sec.