АНТИФРИКЦИОННЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ
ANTI-FRICTION COMPOSITE MATERIAL

Изобретение относится к области производства антифрикционных композиционных полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении деталей узлов трения машин и агрегатов, в частности для изготовления опорного скользуна тележки грузового железнодорожного вагона.
Вставка опорного скользуна представляет собой диск с тремя крепежными отверстиями. Устанавливается в узел трения опоры скользуна по стальной пластине на раме вагона и имеет антифрикционное назначение. Процесс эксплуатации этого изделия сопровождается его локальным разогревом в точках контакта и разрушением материала в этих точках вследствие перегрева.
В настоящее время на тележках грузовых вагонов используется вставка опорного скользуна, изготовленная из фторопласта марки Ф4К15М5.
Недостатком используемого материала для изготовления вставки опорного скользуна является высокая стоимость материала, сложность технологического процесса производства деталей из фторопласта (большое время цикла при прессовании заготовки), хладотекучесть материала - при работе тележки происходит залипание материала на рабочие поверхности.
Известны композиционные материалы для изготовления элементов узлов трения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и неорганических наполнителей различной химической природы (Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности. И.Н. Андреева, Е.В. Веселовская, Е.И. Наливайко и др. - Л.: Химия, 1982. - 80 с.).
Однако эти материалы не обладают достаточной износостойкостью и характеризуются низкими прочностными характеристиками.
Известен полимерный материал, используемый для изготовления элементов узлов трения и состоящий из полиамида-6 блочного и модифицирующей ее углеродной добавки (патент РФ №2316571, публ. 2008 г.).
Это жесткий материал, однако не отличается стойкостью к истиранию между стальными поверхностями из-за значительного коэффициента трения.
Технической задачей изобретения является создание композиционного полимерного материала для вставки опорного скользуна тележки грузового вагона, с обеспечением отсутствия выкрашивания наполнителя в процессе эксплуатации, и обладающего повышенными физико-механическими характеристиками, обеспечивающими увеличение срока службы детали.
Поставленная задача решается следующим образом.
Вставка опорного скользуна тележки грузового вагона изготавливается методом литья под давлением из полимерного композиционного материала, выполненного на основе полиоксиметилена с модифицирующими добавками, взятыми в порошковом виде и увеличивающими его стойкость к термической деформации, теплопроводность и уменьшающих коэффициент теплового линейного расширения.
Полимерный композиционный материал получают при следующем соотношении компонентов:
полиоксиметилен (сополимер) - 95% вес.
порошковый графит марки С1 - 2% вес.
фенольное связующее марки СФП-012А1 - 3% вес.
В качестве полимерной основы используют литьевую марку полиоксиметилена с характеристиками, приведенными в таблице 1.
Здесь порошковый графит марки С1 используется в качестве сухой смазки.
Фенольное связующее марки СФП-012А1 применено для предотвращения выкрашивания добавки порошкового графита в процессе эксплуатации.
Физико-механические характеристики предложенных материалов приведены в таблице 2.
Порошкообразные добавки в полимерную основу вводятся на лопастном смесителе с последующим пропуском полученной смеси через гранулятор.
Использование предложенного полимерного композиционного материала с повышенными физико-механическими характеристиками обеспечивает увеличение срока службы детали, уменьшение времени цикла ее изготовления и снижение стоимости,
Вставка, выполненная из предложенного материала, выдерживает температуры эксплуатации от минус 60°C до плюс 110°C, обладает маслостойкостью и атмосферостойкостью, а также выдерживает эксплуатационные нагрузки, оказываемые на деталь.