[其他]一種含聚四氟乙烯的軸承材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000009639
• 申請日: 1985-10-21
• 公開（公告）號: CN85109639B
• 公開（公告）日: 1988-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 格林德華·約翰·戴維斯
• 申請（專利權(quán)）人: 艾普克公司
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯;羅英銘

一種抗氣蝕腐蝕的滑動軸承材料，由鋼質(zhì)軸瓦、燒結(jié)的青銅夾層、及聚四氟乙烯面料組成，其中的聚四氟乙烯面料，按體積計，填充在１－５０％的水溶性低的離子性氟化物。

本發(fā)明涉及滑動軸承，尤其涉及油類潤滑軸承。這種軸承在用于如汽車的Mepherson型減震器場合時，必須要有很低的摩擦力，特別是很低的靜摩擦（滑動摩擦）。

由于這些場合要求很低的摩擦，一般說來，唯一適用的軸承滑動面材料，其很大部分為聚四氟乙烯（PTFE），因為除了它以外，看來沒有一種材料能達(dá)到合乎要求的低摩擦范圍。但是，單是PTFE，其性能很軟，易于彎曲，它的磨損速度高出了容許范圍。因而，必須向PTFE軸承面料里添加較硬的材料，以降低磨損，使軸承的使用壽命合乎要求。

如今在這些用途中所用的軸承，由鋼質(zhì)軸瓦和軸承層組成，鋼質(zhì)軸瓦帶有多孔的青銅燒結(jié)層，軸承層由加填料的PTFE所組成。軸承層填滿了燒結(jié)層的空隙，并在上面拼成一層約25微米的薄層，應(yīng)用最廣的軸承層制品，是填入20%（按體積計）二硫化鉛或二硫化鉬的PTFE。

這些通用材料，在潤滑油里發(fā)生空化的惡劣環(huán)境下，會遭到氣蝕腐蝕。軸承在如齒輪泵，航空用燃料泵，以及汽車減震器這些用途中，連桿的異常高的速度相對軸承表面運動（大于3米/秒），在這樣高的反向速度下，便在現(xiàn)氣蝕腐蝕的危險狀態(tài)。這樣的結(jié)果，導(dǎo)致含填料的PTFE層，單受潤滑油作用，沒有摩擦磨耗，從而脫離燒結(jié)層。

本發(fā)明的目的是提供一種滑動軸承，它的上面有一層較堅固的加填料的PTFE相，這種材料比通用材料機(jī)械的完整性更好。

按照本發(fā)明，提供的這種滑動軸承，由金屬軸瓦，軸瓦上的燒結(jié)層，以及燒結(jié)層上的軸承層所組成，其中，軸承層是由PTFE同一種低水溶性的離子性氟化物組成。

加入這種氟化物，可以改善軸承材料的機(jī)械完整性。這是因為這種氟化物比通用填充劑在化學(xué)性質(zhì)上更容易與PTFE相容，而通用的填充劑并不被PTFE所潤濕，因此沒有同聚合物粘結(jié)。

按照本發(fā)明制造的軸承材料制品，能使軸承的抗氣蝕腐蝕性大大提高，同時仍保留了通用材料合乎要求的摩擦和磨損性能。

軸瓦以鋼質(zhì)為佳，燒結(jié)層最好用錫-青銅或鋁-青銅制成。氟化物在PTFE相中宜處于細(xì)碎態(tài)，其粒徑范圍為0.01-10微米;最好是0.1-1微米。細(xì)亞微米粒徑已證明是有利的。在抗氣蝕腐蝕性方面，含沉淀氟化鈣的制品，此粒徑大于1微米磨細(xì)的天然氟化鈣制品優(yōu)越。

氟化物的用量按體積計為1-50%，以10～30%，例如20%為佳。氟化物在水中的溶解度宜低于0.05克/100立方厘米（18℃）。水溶解性過大產(chǎn)生的有害影響可能與PTFE中混入填充劑的方法有關(guān)，這種方法是用PTFE的水分散液摻混入填充劑的水懸浮液。

最好采用溶解度小的元素周期表ⅡA族金屬氟化物作填充劑。適用的氟化物有MgF₂，SrF₂以及CaF₂，其中以CaF₂最佳。溶解度較高的那些氟化物則不宜采用，適用的氟化物可以單獨或組合起來使用。軸承材里還可以加入金屬鉛，不過，氟化物和鉛的重量，按體積計不宜超過50%。

本發(fā)明還可擴(kuò)展到上述軸承材制品本身。

本發(fā)明能以各種途徑加以實施，一些具體內(nèi)容將用以下實例來說明。

實施例1

用氯化鈣水溶液加入氟化鈉飽和水溶液沉淀出氟化鈣。

分離得到的沉淀物，用離心和過濾方法洗去鈉和氯離子，隨后干燥，磨細(xì)，制成氟化鈣。

這種方法可以制成粒徑小于1（微米的很細(xì)的材料。材料的晶體結(jié)構(gòu)不是典型的螢石結(jié)構(gòu)，更可能是一種無定形凝膠體。它的組成并不完全相當(dāng)于化學(xué)配比的CaF₂。這種組成經(jīng)水解到某個程度，產(chǎn)生約10%的羥基。

將1.74克這種材料同5千克PTFE充分混和，把混合物混涂在鋼帶基體上，鋼帶上預(yù)先涂有一層燒結(jié)的青銅粉，其粒徑小于120目，然后，在360～380℃加熱PTFE1-3分鐘進(jìn)行燒結(jié)。