[其他]一種含聚四氟乙烯的軸承材料

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85109639
• 申請(qǐng)日: 1985-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85109639B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 格林德華·約翰·戴維斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 艾普克公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L27/18
• 分類(lèi)號(hào): C08L27/18;F16C33/02;B29D31/02
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 陳季壯,羅英銘

本發(fā)明涉及滑動(dòng)軸承，尤其涉及油類(lèi)潤(rùn)滑軸承。這種軸承在用于如汽車(chē)的Mepherson型減震器場(chǎng)合時(shí)，必須要有很低的摩擦力，特別是很低的靜摩擦（滑動(dòng)摩擦）。

由于這些場(chǎng)合要求很低的摩擦，一般說(shuō)來(lái)，唯一適用的軸承滑動(dòng)面材料，其很大部分為聚四氟乙烯（PTFE），因?yàn)槌怂酝猓磥?lái)沒(méi)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(mǎn)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(jì)）二硫化鉛或二硫化鉬的PTFE。

這些通用材料，在潤(rùn)滑油里發(fā)生空化的惡劣環(huán)境下，會(huì)遭到氣蝕腐蝕。軸承在如齒輪泵，航空用燃料泵，以及汽車(chē)減震器這些用途中，連桿的異常高的速度相對(duì)軸承表面運(yùn)動(dòng)（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(xiǎn)狀態(tài)。這樣的結(jié)果，導(dǎo)致含填料的PTFE層，單受潤(rùn)滑油作用，沒(méi)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(dòng)軸承，它的上面有一層較堅(jiān)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(dòng)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?yàn)檫@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(rùn)濕，因此沒(méi)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(shí)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(jì)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(guò)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(dú)或組合起來(lái)使用。軸承材里還可以加入金屬鉛，不過(guò)，氟化物和鉛的重量，按體積計(jì)不宜超過(guò)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(shí)施，一些具體內(nèi)容將用以下實(shí)例來(lái)說(shuō)明。

實(shí)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(guò)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(wú)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(gè)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)。

由上面的帶狀物制成軸承襯套，并在Mcpherson減震器裝置中作為導(dǎo)引軸襯進(jìn)行測(cè)試。為比較起見(jiàn)，在同一測(cè)試裝置中，測(cè)試兩種其它制品的一般合格的軸襯，它們的面層，一種是20%Mos₂填充的PTFE，另一種是20%鉛填充的PTFE。在高桿速下運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試得到的結(jié)果示于表1。（見(jiàn)表1）