RU2476461C1 - Material for lining plates - Google Patents
Material for lining plates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476461C1 RU2476461C1 RU2011126183/04A RU2011126183A RU2476461C1 RU 2476461 C1 RU2476461 C1 RU 2476461C1 RU 2011126183/04 A RU2011126183/04 A RU 2011126183/04A RU 2011126183 A RU2011126183 A RU 2011126183A RU 2476461 C1 RU2476461 C1 RU 2476461C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ultra
- high molecular
- aluminium oxide
- lining plates
- resistance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к полимерному материаловедению и может быть использовано в машиностроении для изготовления защитных футеровок ковшей экскаваторов, бункеров, кузовов самосвалов и других поверхностей, подверженных абразивному износу в режиме ударных нагрузок.The invention relates to polymer materials science and can be used in mechanical engineering for the manufacture of protective linings for excavator buckets, silos, dump truck bodies and other surfaces subject to abrasive wear in shock loads.
К большинству современных конструкционных материалов на основе полимерных матриц предъявляют комплекс требований: стойкость к удару, морозоустойчивость, износостойкость и другие физико-механические характеристики. В связи с этим при создании композитов необходимо подобрать компоненты, которые оказывают комплексное воздействие на полимерную матрицу, обеспечивая синергетический эффект.The majority of modern structural materials based on polymer matrices have a set of requirements: impact resistance, frost resistance, wear resistance and other physical and mechanical characteristics. In this regard, when creating composites, it is necessary to select components that have a complex effect on the polymer matrix, providing a synergistic effect.
Известна полимерная композиция, содержащая полиформальдегид, модифицированный сернокислым барием, тальком и нитридом бора, и сверхвысокомолекулярный полиэтилен (авторское свидетельство СССР 1670911, C08L 59/02).Known polymer composition containing polyformaldehyde modified with barium sulfate, talc and boron nitride, and ultra-high molecular weight polyethylene (USSR copyright certificate 1670911, C08L 59/02).
Материал имеет высокие физико-механические свойства и эффективен при использовании в качестве конструкционного материала в машиностроении, в частности станкостроении при изготовлении деталей копировальных устройств отделочно-обточных станков.The material has high physical and mechanical properties and is effective when used as a structural material in mechanical engineering, in particular machine tool manufacturing in the manufacture of parts for copying machines of finishing and turning machines.
Недостатком материала является высокое значение износа, низкая морозоустойчивость, высокая текучесть под нагрузкой и низкая стойкость к удару.The disadvantage of the material is a high value of wear, low frost resistance, high fluidity under load and low resistance to impact.
Известен материал «Тинолен» (ТУ 2211-001-98386801-2007) полиэтилен сверхвысокомолекулярный, который обладает высокой морозоустойчивостью. Из Тинолена изготавливают изделия технического назначения: листы, пластины, шестерни, высокопрочные нити, спортивные изделия - скользящие поверхности лыж, сноубордов, хоккейные площадки, медицинские изделия - детали протезирования и ортопедии. Недостатком материала является невысокая износостойкость.Known material "Tinolen" (TU 2211-001-98386801-2007) ultra high molecular weight polyethylene, which has a high frost resistance. Tinolen is used to manufacture technical products: sheets, plates, gears, high-strength threads, sports products - sliding surfaces of skis, snowboards, hockey pitches, medical products - prosthetics and orthopedics. The disadvantage of the material is its low wear resistance.
Известен композит (патент RU 2087490 С1, МПК C08L 23/04, 20.08.1997), включающий, мас.%, 25,5-92,0 ультравысокомолекулярного линейного полиэтилена с высокой молекулярной массой и температурой плавления кристаллитов выше 143°С и наполнитель. При этом полиэтилен способен к понижению температуры плавления при повторном плавлении, по меньшей мере, на 3°С и имеет кристаллическую морфологию, проявляющуюся в бимодальном распределении параметра складывания молекулярных цепей в кристаллической решетке.A known composite (patent RU 2087490 C1, IPC C08L 23/04, 08/20/1997), including, wt.%, 25.5-92.0 ultra-high molecular weight linear polyethylene with a high molecular weight and melting point of crystallites above 143 ° C and a filler. In this case, polyethylene is capable of lowering the melting temperature during repeated melting by at least 3 ° C and has a crystalline morphology, which is manifested in the bimodal distribution of the folding parameter of the molecular chains in the crystal lattice.
Использование: для получения пленок, протезов, цилиндрических стержней, листовых материалов, панелей.Usage: to obtain films, prostheses, cylindrical rods, sheet materials, panels.
Недостатком материала является низкая устойчивость к нагрузкам, невысокая стойкость к истиранию частицами повышенной твердости.The disadvantage of this material is low resistance to loads, low resistance to abrasion by particles of high hardness.
Наиболее близкими по технической сущности и фактическому применению к заявленному материалу являются композиционные материалы (патент RU 2381242 С2, МПК C08L 23/4, 15.04.2008) на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, содержащие 4 мас.% нанодисперсного модификатора, в качестве которого использован или карбосил, или оксид вольфрама WO3, или карбид кремния SiC, или оксид алюминия Аl2О3, которые обладают морозоустойчивостью, высокой стойкостью к истиранию и воздействию алифатических углеводородов. Применяются для облицовки горно-обогатительного и горнодобывающего оборудования, износостойких изделий конструкционного назначения, работающих в режиме абразивного изнашивания в среде нефти, масел, смазок, топлива, кислот и щелочей.The closest in technical essence and actual application to the claimed material are composite materials (patent RU 2381242 C2, IPC C08L 23/4, 04/15/2008) based on ultra-high molecular weight polyethylene containing 4 wt.% Nanodispersed modifier, which is used as carbosil, or tungsten oxide WO 3 , or silicon carbide SiC, or alumina Al 2 O 3 , which have frost resistance, high abrasion resistance and aliphatic hydrocarbons. They are used for facing mining and processing and mining equipment, wear-resistant products for structural purposes, operating in the mode of abrasive wear in the environment of oil, oils, greases, fuels, acids and alkalis.
Недостатком материалов является их недостаточное сопротивление удару и низкая ударная вязкость.The disadvantage of materials is their lack of impact resistance and low toughness.
Материал из названного патента, содержащий порошок оксида алюминия (Аl2О3) с размером частиц не более 0,1 мкм, принят за прототип.The material from the aforementioned patent, containing aluminum oxide powder (Al 2 O 3 ) with a particle size of not more than 0.1 μm, is adopted as a prototype.
Технической задачей изобретения является повышение износостойкости, сопротивления удару, прочностных характеристик футеровочных пластин.An object of the invention is to increase the wear resistance, impact resistance, strength characteristics of the lining plates.
Поставленная задача решается тем, что сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) активируют в механоактиваторе АГО-2С, который позволяет при ускорениях шаров до 60 g развивать удельную мощность до 100 Вт/г, при этом, благодаря водяному охлаждению, температура в барабанах регулируется. В процессе активации молекулярное устройство СВМПЭ изменяется без разрыва внутримолекулярных связей. Благодаря высокой пластичности СВМПЭ величина удельных энергий при механической активации недостаточна для разрыва С-С связей, но достаточна для изменения укладки углеводородных цепей. Вследствие низкой термической стабильности СВМПЭ процесс реализован при температуре не выше 140°С.The problem is solved by the fact that ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is activated in the mechanical activator AGO-2C, which allows the acceleration of balls up to 60 g to develop specific power up to 100 W / g, while, thanks to water cooling, the temperature in the drums is regulated. During the activation process, the molecular structure of UHMWPE changes without breaking intramolecular bonds. Due to the high ductility of UHMWPE, the specific energies during mechanical activation are insufficient for breaking C – C bonds, but sufficient for changing the packing of hydrocarbon chains. Due to the low thermal stability of UHMWPE, the process is implemented at a temperature not exceeding 140 ° C.
Механоактивация СВМПЭ обеспечивает более эффективное межмолекулярное взаимодействие и, как следствие, повышение прочностных характеристик изделий, улучшение морозостойкости, сопротивления удару материала. В механоактивированный СВМПЭ вводится порошок - модификатор оксида алюминия (Аl2О3) модификации корунд двух фракций - размером 0,1 мм и размером 0,3 мм в соотношении 1:2, в общем количестве 18% от массы СВМПЭ. Крупные частицы порошка оксида алюминия (Аl2О3) модификации корунд обладают чрезвычайной твердостью; благодаря высокой дозировке они армируют активированную матрицу СВМПЭ, в результате чего значительно увеличивается сопротивления удару и износостойкость пластин для футеровки.The mechanical activation of UHMWPE provides a more effective intermolecular interaction and, as a result, an increase in the strength characteristics of products, an improvement in frost resistance, and impact resistance of the material. Powder is introduced into mechanically activated UHMWPE - an alumina modifier (Al 2 O 3 ) of modification of corundum of two fractions - 0.1 mm in size and 0.3 mm in size in a ratio of 1: 2, in total 18% by weight of UHMWPE. Large particles of alumina (Al 2 O 3 ) powder corundum modifications have extreme hardness; Due to the high dosage, they reinforce the activated UHMWPE matrix, as a result of which the impact resistance and wear resistance of the lining plates are significantly increased.
Смешение активированного СВМПЭ с порошком оксида алюминия (Аl2О3) производилось в дезинтеграторе серии «Основа» ДИ 0,12.The mixture of activated UHMWPE with alumina (Al 2 O 3 ) powder was carried out in a disintegrator of the Osnova series DI 0.12.
Пример получения заявленного материала для футеровочных пластин An example of obtaining the claimed material for the lining plates
Подготавливают навески ингредиентов композиционного материала по массе согласно рецепту. Навеску сверхвысокомолекулярного полиэтилена активируют в механоактиваторе АГО-2С в течение 10 мин при частоте вращения барабанов в переносном движении 1820 об/мин. Навеску порошка оксида алюминия (Аl2О3) двух фракций в количестве 18% от массы СВМПЭ, совместно с предварительно механоактивированным СВМПЭ, загружают в приемный бункер дезинтегратор серии «Основа» ДИ 0,12 и перемешивают при 450 оборотах ротора в минуту. Такой способ смешения обеспечивает максимально равномерное распределение в СВМПЭ оксида алюминия (Аl2О3). Прессование лабораторных образцов проводили на вулканизационном прессе 250×250 мм при температуре 200°С в течение 12 минут при удельном давлении 70 кгс/см2.Weigh the ingredients of the composite material by weight according to the recipe. A portion of ultra-high molecular weight polyethylene is activated in the mechanical activator AGO-2C for 10 min at a rotational speed of the drums in a portable movement of 1820 rpm. A sample of alumina (Al 2 O 3 ) powder of two fractions in an amount of 18% by weight of UHMWPE, together with previously mechanically activated UHMWPE, is loaded into the receiving hopper of the Osnova DI 0.12 series disintegrator and mixed at 450 rpm of the rotor. This method of mixing provides the most uniform distribution in UHMWPE aluminum oxide (Al 2 About 3 ). The pressing of laboratory samples was carried out on a vulcanizing press of 250 × 250 mm at a temperature of 200 ° C for 12 minutes at a specific pressure of 70 kgf / cm 2 .
Испытания проводили следующим образом:The tests were carried out as follows:
- истираемость определяли по ГОСТ 426-77. Метод определения сопротивления истираемости при скольжении. Испытания проводили на приборе типа МИ-2 (шлифовальная шкурка №16Н 14А СФЖ У1С ГОСТ 13344-79, количество оборотов диска - n=600, постоянный груз = 3,6 кг);- abrasion was determined according to GOST 426-77. Method for determining abrasion resistance when sliding. The tests were carried out on a MI-2 type device (grinding sand No. 16N 14A SFZh U1S GOST 13344-79, the number of revolutions of the disk - n = 600, constant load = 3.6 kg);
- прочность при разрыве, относительное удлинение при разрыве и предел текучести при растяжении определяли по ГОСТ 11262-80. Испытания проводили на машине итальянского производства TKFD/5;- tensile strength, elongation at break and yield strength under tension was determined according to GOST 11262-80. The tests were carried out on an Italian-made machine TKFD / 5;
- сопротивление удару определяли по ГОСТ 4647-80 на маятниковом копре.- impact resistance was determined according to GOST 4647-80 on a pendulum head.
Свойства композиционного материала приведены в таблице 1.The properties of the composite material are shown in table 1.
Как следует из приведенных данных, заявляемый материал для футеровок превосходит прототип по показателю истираемости, прочности при разрыве, сопротивлению удару, при этом показатели относительного удлинения и предела текучести, благодаря механоактивации СВМПЭ, находятся на уровне прототипа. Именно эти показатели определяют эксплуатационные свойства футеровочных пластин, применяемых в машиностроении для защиты поверхностей от абразивного износа, футеровки ковшей экскаваторов, бункеров, кузовов самосвалов и других поверхностей, подверженных абразивному износу в режиме ударных нагрузок.As follows from the above data, the claimed material for linings exceeds the prototype in terms of abrasion, tensile strength, impact resistance, while the relative elongation and yield strength, due to the mechanical activation of UHMWPE, are at the level of the prototype. It is these indicators that determine the operational properties of the lining plates used in mechanical engineering to protect surfaces from abrasive wear, the lining of excavator buckets, silos, dump truck bodies and other surfaces subject to abrasive wear in shock loading mode.
Использование данного изобретения позволит существенно повысить сопротивление удару, повысить износостойкость футеровочных пластин, что приводит к увеличению ресурса их работы.The use of this invention will significantly increase the resistance to impact, increase the wear resistance of the lining plates, which leads to an increase in the resource of their work.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011126183/04A RU2476461C1 (en) | 2011-06-24 | 2011-06-24 | Material for lining plates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011126183/04A RU2476461C1 (en) | 2011-06-24 | 2011-06-24 | Material for lining plates |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011126183A RU2011126183A (en) | 2012-12-27 |
RU2476461C1 true RU2476461C1 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011126183/04A RU2476461C1 (en) | 2011-06-24 | 2011-06-24 | Material for lining plates |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2476461C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19958197A1 (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-15 | Bosch Gmbh Robert | Polymer compound, its production and use, and sintered body made therefrom |
RU2381242C2 (en) * | 2008-04-15 | 2010-02-10 | Институт химии и химической технологии СО РАН | Composition wear-resistant material on basis of ultra high molecular polyethylene (uhmpe) |
RU2008140835A (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-20 | Учреждение Российской академии наук Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН) (RU) | POLYMERIC NANOCOMPOSITION MATERIAL AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE |
WO2010079173A1 (en) * | 2009-01-09 | 2010-07-15 | Teijin Aramid B.V. | Ultra-high molecular weight polyethylene comprising refractory particles |
-
2011
- 2011-06-24 RU RU2011126183/04A patent/RU2476461C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19958197A1 (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-15 | Bosch Gmbh Robert | Polymer compound, its production and use, and sintered body made therefrom |
RU2381242C2 (en) * | 2008-04-15 | 2010-02-10 | Институт химии и химической технологии СО РАН | Composition wear-resistant material on basis of ultra high molecular polyethylene (uhmpe) |
RU2008140835A (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-20 | Учреждение Российской академии наук Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН) (RU) | POLYMERIC NANOCOMPOSITION MATERIAL AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE |
WO2010079173A1 (en) * | 2009-01-09 | 2010-07-15 | Teijin Aramid B.V. | Ultra-high molecular weight polyethylene comprising refractory particles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011126183A (en) | 2012-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2381242C2 (en) | Composition wear-resistant material on basis of ultra high molecular polyethylene (uhmpe) | |
Awad et al. | A study of some thermal and mechanical properties of HDPE blend with marble and granite dust | |
Awad et al. | Assessment of mechanical and physical properties of LDPE reinforced with marble dust | |
Sarki et al. | Potential of using coconut shell particle fillers in eco-composite materials | |
Asuke et al. | Effects of bone particle on the properties and microstructure of polypropylene/bone ash particulate composites | |
Awad et al. | Mechanical behavior of PP reinforced with marble dust | |
Cenna et al. | Wear mechanisms in polymer matrix composites abraded by bulk solids | |
JP6942702B2 (en) | Casting inserts and methods for obtaining local composite zones in powder compositions and castings for the manufacture of casting inserts | |
Maleque et al. | New natural fibre reinforced aluminium composite for automotive brake pad | |
Kumar et al. | Effect of particulate fillers on mechanical and abrasive wear behaviour of polyamide 66/polypropylene nanocomposites | |
Suresha et al. | Influence of graphite filler on two-body abrasive wear behaviour of carbon fabric reinforced epoxy composites | |
Kabat et al. | Antifrictional polymer composites based on aromatic polyamide and carbon black | |
Ahmed et al. | Effect of micro sized marble sludge on physical properties of natural rubber composites | |
Elakhame et al. | Production of asbestos free brake pad using periwinkle shell as filler material | |
Bijwe et al. | Development of high performance poly (ether-ketone) composites based on novel processing technique | |
RU2476461C1 (en) | Material for lining plates | |
Ribeiro et al. | Production of ornamental compound marble with marble waste and unsaturated polyester | |
Bahari et al. | Investigation on hardness and impact resistance of automotive brake pad composed with rice husk dust | |
Pal et al. | Influence of fillers on NR/SBR/XNBR blends. Morphology and wear | |
RU2567958C2 (en) | Composite material with increased damping properties based on ultra-high molecular polyethylene | |
EA019519B1 (en) | Asphalt-concrete mixture | |
WO2015002568A1 (en) | Lubricating polymer composition | |
CN112195388B (en) | Titanium carbide-based composite material and preparation method thereof | |
Hiranobe et al. | Evaluation of the properties of natural rubber bio composite and guava residue (Psidium guajava L.) as sustainable application | |
RU2688134C1 (en) | Polymer tribotechnical composition based on ultrahigh molecular weight polyethylene and 2-mercaptobenzothiazole |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131128 |