194931. lajstromszámú szabadalom • Epoxi bázisú, súrlódáscsökkentő műgyanta-kompozíció szerszámgépipari termékek előállításához
1 194951 A találmány olyan epoxi bázisú műgyanta-kompozícióra vonatkozik, amely különböző szerszám és szerszámgépipari területeken, elsősorban szerszámgépek csúszóvezetékeinek készítésénél alkalmazható. A szerszám és szerszámgépgyártásban az utóbbi két évtizedben több olyan eljárást dolgoztak ki, ahol a fém-fém súrlódó felületeket fém-műanyag kombináció helyettesíti. Ennél a párosításnál a műanyag mellett (epoxi, poliamid, stb.) döntő fontossága van az adalékanyagoknak. A tribológia — ezen belül a kenéselmélet — fejlődése sok olyan kérdést tisztázott, ami a határfelületi kenés kialakulására vonatkozik. A határkenés akkor jön létre, amikor az egymáson csúszó felületek olyan közel kerülnek egymáshoz, hogy a kenőanyagok (pl. olaj, zsír) tulajdonságai (viszkozitás, hőállóság, stb.) háttérbe szorulnak és a bennük lévő adalékanyagoknak lesz döntő szerepük. Ezek általában poláros, aktív anyagok, amelyek adszorpcióval, vagy kemoszorpcióval kapcsolódnak a fém felületekhez, és a fém-fém súrlódást fém-adalékanyag-fém súrlódássá változtatják. Ha megfelelő adalékanyagot választunk, igen jelentős mértékben csökkenhet, vagy növekedhet a súrlódás. Az irodalomban több olyan leírás, tanulmány és szabadalom található, ahol különböző alapanyagokba, különböző adalékanyagokat vittek, és az így előállított végtermék más-más ipari területen használható fel. Ilyen többek között: — A DD 45.486.(1966) sz. szabadalmi leírás, amely epoxi műgyanta, grafit és molibdén-diszulfid keveréket ír le, s amelyet csapágyak készítésére lehet alkalmazni. — A SU 181.222.(1966) sz. szabadalmi leírás szintén epoxi műgyanta, molibdén-diszulfid, kokszpor és szerves szilikát keverékéből készít olyan kompozíciót, amelyből meleg sajtolásos eljárással „önkenő“ csapágyak készíthetők. — Az US 1.501.331.(1975) sz. szabadalmi leírás epoxi gyanta, grafit, molibdén-diszulfid, fém-oxid, politetra-fluor-etilén keverékéből állít elő olyan kompozíciót, amelyből biciklik fékrendszerénél alkalmazható fékbetéteket lehet készíteni. A szabadalom szerint ezek a betétek kevésbé kopnak, fékező hatásuk száraz és nedves körülmények között is azonos. — A SU 979.449.(1982) sz. szabadalmi leírás epoxi műgyanta, kapron műszál, molibdén-diszulfid anyagokból álló kompozíciót ír le, amely a szövőiparban alkalmazható, súrlódás- és zajcsökkentő alkatrészek gyártásához. — A SU 1.031.993.(1983) sz. szabadalmi leírás epoxi műgyanta, grafit és bronzpor összetételű kompozíciót ír le, amelyből préseléssel 105°C-on 75 kg/cm2 nyomáson készít csapágyakat. 2 A felsorolt szabadalmakból jól érzékelhető, hogy egy-két adalékanyag változtatása jelentősen megváltoztatja a végtermék tulajdonságát. Például: A DD 45.486 és az US 1.501.331 sz. szabadalmi leírásokban ismertetett kompozíciók között „csak“ a fém-oxid adalék a lényeges különbség. Ez azonban annyira megváltoztatja a kompozíció tulajdonságát, hogy amíg az előbbit súrlódáscsökkentő alkatrészek (csapágyak), addig az utóbbit súrlódásnövelő alkatrészek (bicikli-fékbetét) előállítására alkalmazhatják. Az adalékanyagok hatásmechanizmusának elméleti tisztázása fellendítette a kutatást. Üjabb és újabb összetételű kompozíciók előállítása, arra ösztönözte a szakembereket, hogy egyre jobb és gazdaságosabb — az ipar különböző területein alkalmazható — műanyagokat és technológiákat dolgozzanak ki. így a szerszám- és szerszámgépiparban is az utóbbi évtizedekben sok olyan műanyag került felhasználásra, amelyek nemcsak helyettesítik a fémeket, hanem — mind műszaki, mind gazdaságossági szempontból vizsgálva — jobbak is. Ilyen új eljárás szerszámgépek csúszóvezetékeinek készítése speciális műanyagokból, ahol a fém-fém súrlódást fém-műanyag kombináció helyettesíti. A találmány tárgyát az a felismerés jelenti, hogy ha az eddig szilárd kenőanyagként ismert adalékanyagok (grafit, molibdén-diszulfid, bronzpor) mellett olyan kéntartalmú, felületaktív vegyületeket is adagolunk az epoxi műgyantába, amely a fém felületével könnyen létesít adszorpciós, vagy kemoszorpciós kapcsolatot, akkor igen jelentős mértékben csökken a súrlódás. Ez pedig nagymértékben csökkenti a súrlódó felületek kopását, azaz növeli az élettartalma. Ez utóbbi egyes esetekben többszöröse volt az összehasonlításra használt — kereskedelemben kapható — import anyagokénak. Ilyen kénvegyületek a különböző alkil-xantogenátok, szulfidok és diszulfidok, tio-és ditiokarbonátok, és az igen finom szemcsézetű kolloid kén is. Ezek a poláros kénvegyületek a súrlódás körülményei között a fémhez adszorpciós, vagy kemoszorpciós kötéssel kötődnek. Kemoszorpció 200°C felett jön létre, amikor különböző komplex vegyületek képződnek a fém felületén, és ez a réteg megakadályozza a kopást, sőt bizonyos korróziógátló hatást is kifejt. Jól igazolják az elméletet az ún. „száraz" (olajozás nélküli) koptatási vizsgálatok is, amelyekben a találmány szerinti kompozícióból előállított műanyag csúszóvezeték kopása és koptató hatása sokkal kisebb volt, mint az összehasonlításra használt anyagok kopása. (1. sz. táblázat) 5 1C 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
