магнитный антифрикционный материал и способ его получения
Классы МПК: | H01F1/113 в связующей среде B22F3/12 уплотнение и спекание |
Автор(ы): | Сорокин Г.К., Спирина И.В., Чистяков В.Б., Масленников В.П., Пролежаева Л.В. |
Патентообладатель(и): | Научно-исследовательский институт химии при Нижегородском государственном университете им.Н.И.Лобачевского |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-09-30 публикация патента:
09.01.1995 |
Сущность изобретения: заготовки формируют из материала, содержащего фторопласт и магнитный компонент, посредством пропитки пористой углеграфитовой основы сначала водной суспензией магнетита, содержащей 9 - 10 мас.% оксид железа, а затем 45 - 55 мас.% водной суспензией фторопласта. В результате получен магнитный антифрикционный материал, содержащий, мас.%: углеграфит 69,5 - 87,4; магнетит 3,4 - 15,3; фторопласт 6,0 - 20,0. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
МАГНИТНЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ. 1. Магнитный антифрикционный материал, содержащий фторопласт и магнитный компонент, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углеграфит, в качестве магнитного компонента - магнетит при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углеграфит - 69,5 - 87,4
Магнетит - 3,4 - 15,3
Фторопласт - 6,0 - 20,0
2. Способ получения магнитного антифрикционного материала, включающий формирование заготовок, содержащих магнитный компонент и фторопласт, и последующее спекание, отличающийся тем, что в качестве магнитного компонента используют магнетит, а формирование заготовок осуществляют пропиткой пористой углеграфитовой основы сначала водной суспензией, магнетита, содержащей 9 - 10 мас.% оксида железа, а затем - 45 - 55%-ной водной суспензией фторопласта. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при приготовлении водной суспензии магнетита осуществляют пептизирование в присутствии додецилсульфата или олеата натрия.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к магнитным антифрикционным материалам, которые могут найти применение в различных отраслях промышленности. Одной из актуальных технических проблем является создание такого конструкционного материала, который одновременно обладал бы высокими антифрикционными, магнитными, прочностными и теплофизическими свойствами, а также был инертным и стойким к различным средам. Известны магнитные антифрикционные материалы, содержащие фторопласт и магнитные компоненты: интерметаллическое соединение и гексаферрит бария - прототип. Магнитный антифрикционный материал, содержащий интерметаллическое соединение, получают путем смешения магнитного порошка с порошком фторопласта; полученную смесь формуют с последующим нанесением антифрикционного слоя. Способ получения магнитного антифрикционного материала в соответствии с прототипом заключается в том, что порошок гексафеpрита бария смешивают с кремнийорганической смолой и подвергают нагреву. После остывания образовавшуюся массу измельчают и формируют заготовку материала путем смешения с фторопластом с последующим спеканием. Хотя известные материалы и обладают высокими магнитными свойствами, но имеют относительно низкие прочностные, теплофизические, антифрикционные свойства и не обладают достаточной инертностью и стойкостью к различным средам, что не позволяет применять эти материалы в ряде систем, например в качестве элементов трения в мощных центробежных насосах, транспортирующих агрессивные жидкости. Требуемыми свойствами, за исключением магнитных, обладают антифрикционные материалы на основе углеграфита. Однако имеются трудности в создании материала, который обладал бы в совокупности всеми указанными выше свойствами. Цель изобретения - обеспечение одновременно высоких антифрикционных, магнитных, прочностных свойств, а также повышение инертности и стойкости материала к различным агрессивным средам. Поставленная цель достигается тем, что магнитный антифрикционный материал, содержащий фторопласт и магнитный компонент, дополнительно содержит углеграфит, а в качестве магнитного компонента - магнетит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углеграфит 69,5-87,4 Магнетит 3,4-15,3 Фторопласт 6,0-20,0Способ получения магнитного антифрикционного материала заключается в том, что, осуществляя формирование заготовок, содержащих магнитный компонент и фторопласт, и последующее спекание, в качестве магнитного компонента используют магнетит, а формирование заготовок осуществляют пропиткой пористой углеграфитовой основы сначала водной суспензией магнетита, содержащей 9-10 мас. % оксида железа, а затем - 45-55% водной суспензией фторопласта. При этом при получении водной суспензии магнетита пептизирование осуществляют в присутствии додецилсульфата или олеата натрия. Известно, что углеграфитовые материалы с фторопластом обладают рядом высоких характеристик. Однако придание им магнитных свойств с сохранением их положительных качеств потребовало преодоления ряда технических трудностей. Так, известным способом, т.е. простым смешением углеграфита с фторопластом и магнитным компонентом с последующим спеканием, удается получить материал, обладающий удовлетворительными ферромагнитными, но недостаточными антифрикционными, прочностными и противоизносными свойствами. Важно также разместить магнитный компонент таким образом, чтобы он не ухудшал прочностных характеристик материала и не имел возможности контакта с ответным элементом, например, в паре трения, что может заметно ухудшить антифрикционные свойства или негативно повлиять на нейтральность материала, что очень важно, например, для систем, предназначенных для биологической промышленности. Кроме того, специфика углеграфитового материала не позволяет применять любой магнитный компонент и в составе любой суспензии для пропитки этого материала. Так, использование в качестве пропитывающей смеси дисперсии карбонильного железа в воде не приводит к появлению заметных ферромагнитных свойств. И, наконец, имеет значение и способ стабилизации пропитывающей магнитной суспензии. Как показали эксперименты заявителя, устойчивые водные дисперсии Fe3O4 и карбонильного железа, стабилизированные поливиниловым спиртом и эмульгатором ОП-4 соответственно, оказались непригодными для пропитки углеграфита. Хотя в процессе пропитки и происходило увеличение массы образца углеграфита, однако после сушки и отжига масса углеграфитового материала возвращалась к первоначальной, т.е. магнитный компонент, по-видимому, либо не проникал, либо не удерживался в порах материала. В качестве углеграфитовой основы использовали материал марки 2П-1000-1 (ТУ 16-538, 252-75) пористостью 28-45% и механической прочностью 500-600 кГс/см2. В качестве же пропитывающих композиций использовались водная суспензия фторопласта марки 4 ДПУ (ТУ 6-05-1246-76) концентрацией от 45 до 55 мас. % и водная суспензия магнетита, содержащая 9-10 мас.% Fe3O4. Магнетит, полученный осаждением раствора NH4OН из смеси растворов солей двух- и трехвалентного железа, отмывали декантацией до нейтральной реакции промывных вод. Осадок пептизировали в воде в присутствии поверхностно-активного вещества - додецилсульфата или олеата натрия, взятого в количестве 4-6 мас.% от массы суспензии. Получение магнитного антифрикционного материала осуществляли путем пропитывания изделия из пористого углеграфита сначала суспензией магнетита, а затем суспензией фторопласта под давлением 200 кг/см2. После каждого цикла пропитки изделия промывали дистиллированной водой, сушили, а по завершении пропитки подвергали отжигу при 370
![магнитный антифрикционный материал и способ его получения, патент № 2026579](/images/patents/447/2026004/177.gif)
![магнитный антифрикционный материал и способ его получения, патент № 2026579](/images/patents/447/2026004/177.gif)
![магнитный антифрикционный материал и способ его получения, патент № 2026579](/images/patents/447/2026004/177.gif)
![магнитный антифрикционный материал и способ его получения, патент № 2026579](/images/patents/447/2026059/729.gif)
Класс H01F1/113 в связующей среде
Класс B22F3/12 уплотнение и спекание