DE1065182B - Lagermaterial und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl

INTERNAT. KL. ti ZZ C

PATENTAMT

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

G 21635 VI/40b

7.MÄRZ 1957 10. SEPTEMBER 1959

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lagermaterial, das ein poröses, mit Tetrafluorpolyäthylen imprägniertes Metallskelett enthält. Das Metallskelett kann aus jedem hierfür üblicherweise verwendeten Metall, z.B. aus gesinterter poröser Bronze, gesinterten Eisen- S fasern bzw. -spänen oder einem Metallgewebe bestehen. Das poröse Metallskelett kann gegebenenfalls auf einer harten, nicht porösen Unterlage befestigt sein.

Es wurde nun festgestellt, daß man ein verbessertes Lagermaterial der erwähnten Art erhalten kann, wenn die Lageroberfläche zum Teil aus Tetrafluorpolyäthylen und dem Metallskelett und zum Teil aus Blei, Indium, Thallium oder Cadmium bzw. einem Gemisch von zwei oder mehreren dieser im folgenden als »Zusatzmetalle« bezeichneten Metalle besteht. Versuche ergaben, daß man die Lebensdauer der Lager dadurch beträchtlich verlängern kann.

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Lagermaterial anzugeben, das aus einem mit Tetrafluorpolyäthylen imprägnierten porösen Metall skelett besteht, wobei die Lageroberfläche zum Teil Tetrafluorpolyäthylen und Skelettmetall und zum Teil Blei, Indium, Thallium oder Cadmium oder eine Mischung zweier oder mehrerer dieser Metalle aufweist.

Bei der Herstellung von Lagern, die ein mit Tetrafluorpolyäthylen imprägniertes Skelett enthalten, weisen die fertigen Lager vor ihrem Gebrauch gewöhnlich eine dünne Schicht aus Tetrafluorpolyäthylen auf, die sich über die Lageroberfläche erstreckt. Die Schicht wird ganz oder teilweise verbraucht, wenn die Flächen des Skeletts beim Einlaufen des Lagers freigelegt werden. Der Ausdruck »Lageroberfläche« soll deshalb auch Lagerkonstruktionen einschließen, bei denen sich über die Oberfläche des Skeletts eine Schicht von Tetrafluorpolyäthylen mit einer solchen Dicke erstreckt, daß sie ganz oder teilweise verbraucht wird, wenn die Flächen des Skeletts beim Einlaufen des Lagers freigelegt werden.

Während der Benutzung des Lagers wird seine Gleitfläche aus einer Mischung von Tetrafluorpolyäthylen, dem Metallskelett und den obenerwähnten Zusatzmetallen bestehen, während die entsprechende Oberfläche des sich bewegenden Teils, das vom Lager getragen wird, nach dem Einlaufen aus einer Mischung des Metalls dieses Teils, Tetrafluorpolyäthylen und den Zusatzmetallen besteht.

Die Gründe für die \^rerbesserung bei der Lageroberfläche sind noch nicht völlig bekannt. Es wird jedoch angenommen, daß sie auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß das Blei einen Schmelzpunkt unterhalb der Übergangstemperatur des Tetrafluorpolyäthylens (327⁰C), eine geringe Scherfestigkeit Lagermaterial und Verfahren
zu seiner Herstellung

Anmelder:

The Glacier Metal Company Limited,

Alperton, Wembley, Middlesex

(Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspructite Priorität:
Großbritannien vom 7. März und 26. April 1956

Phil Prince Love und David Conrad Mitchell,

Alperton, Wembley, Middlesex (Großbritannien),

sind als Erfinder genannt worden

hat, nicht leicht diffundiert und keine Verbindungen mit den anderen Metallen bildet, die mit dem Lagermaterial in Berührung stehen.

Die Zusatzmetalle werden vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 30 Volumprozent des Tetrafluorpolyäthylens angewandt.

Der Anteil der erfindungsgemäß zu verwendenden Zusatzmetalle hängt in gewissem Ausmaß davon ab, an welcher Stelle des Lagermaterials sie vorliegen. Wenn sie auf der zu Beginn des Einlaufens freiliegenden Oberfläche vorhanden sind, ist weniger erforderlich, als wenn sie sich z. B. hauptsächlich auf der Oberfläche des Metallskeletts befinden, das wenigstens größtenteils erst nach dem Einlaufen freigelegt wird.

Vorzugsweise bilden die obenerwähnten Zusatzmetalle nach der Einlaufperiode wenigstens 0,01 bis 30% der gesamten Lageroberfläche.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Lagers bzw. eines Lagermaterials anzugeben, das ein poröses Metallskelett enthält, das mit Tetrafluorpolyäthylen imprägniert ist und nach der Imprägnierung einen bleibenden Oberflächenfilm von Tetrafluorpolyäthylen aufweist. In der Filmoberfläche befinden sich zahlreiche Vertiefungen bzw. Löcher, in die erfindungsgemäß die Zusatzmetalle eingebracht werden.

Die Herstellung der Vertiefungen im Oberflächenfilm erfolgt normalerweise mechanisch. Man kann die

909 627/357

Oberfläche der Lager z. B. dadurch aufrauhen, daß man sie durch geriffelte Walzen kufen läßt, kugelförmige Vertiefungen in die Oberfläche eindrückt oder daß man einen Teil der Oberfläche spanabhebend bearbeitet, z. B. durch Eindrehen einer Reihe von Vertiefungen oder durch Bohren von Löchern in die Oberfläche.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung der Vertiefungen besteht darin, daß man durch geeignete Maßnahmen bei der Imprägnierung Risse in der Filmoberfläche des Tetrafluorpplyäthylens herstellt. Beispielsweise kann die Imprägnierung so ausgeführt werden, daß man eine dicke Oberflächenschicht aus Tetrafluorpolyäthylen herstellt, die während des Härtens rissig wird. Man kann auch das imprägnierte Material während des Härtens rasch aufheizen, so daß die flüchtigen Verunreinigungen im Tetrafluorpolyäthylen schnell verdampfen und sich in der Oberflächenschicht des Tetrafluorpolyäthylens Unebenheiten, wie Risse und Löcher, ergeben.

Die obenerwähnten Zusatzmetalle können auf verschiedene Weise in die Vertiefungen des Tetrafiuorpolyäthylenfilms eingebracht werden, z. B. durch Eintauchen des imprägnierten Lagers bzw. Lagermaterials in geschmolzenes Metall, durch Aufspritzen von geschmolzenem Metall und Entfernung des Überschusses oder durch Elektroplattierung des betreffenden Zusatzmetalls auf das Metallskelett durch die Lücken in der Oberflächenschicht aus Tetrafluorpolyäthylen.

Andererseits kann eines der Zusatzmetalle schon in das Tetrafluorpolyäthylen eingearbeitet sein, das zur Imprägnierung verwendet wird.

Bei einem anderen gebräuchlichen Verfahren wird eines der Zusatzmetalle auf die äußere Oberfläche des Skeletts oder auf die Teilchen des Skeletts vor dem Imprägnieren aufgebracht. So kann z. B. die Oberfläche des Skeletts mit einem dieser Metalle vor dem Imprägnieren mit Tetrafluorpolyäthylen elektroplattiert werden.

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden, sie wird im folgenden durch Beispiele näher erläutert.

Bei einem Verfahren zur Herstellung von bleinaltigen Lagern wird auf die Oberfläche eines porösen Bronzemetallskeletts Tetrafluorpolyäthylen aufgewalzt, wobei in der Oberflächenschicht des Tetrafluorpolyäthylens wegen der vorhandenen Verunreinigungen bei Aufheizung Unebenheiten bzw. Risse entstehen. Die imprägnierte Oberfläche des Materials wird dann 10 Minuten lang mit einer Stromdichte von 15 A/ 0,35 m² in einem Bad, das 150 g Bleiborfluorid pro Liter enthält, elektroplattiert. Auf diese Weise entsteht ein Niederschlag, der alle Löcher in der Oberfläche völlig ausfüllt und wobei ein Bleiüberschuß auf der Oberfläche verbleibt. Die Bleischicht ist etwa 0,0076 mm dick, wenn sie sich über die gesamte Oberfläche erstreckt.

Bei einem Verfahren, bei dem das Blei in dem zur Imprägnierung verwendeten Tetrafluorpolyäthylen enthalten ist, wird ein feines Bleipjjlver der Teilchengröße von etwa 0,053 mm zu einem Tetrafluorpolyäthylenbrei gegeben und gründlich vermischt. Überschüssige Flüssigkeit wird dann durch Zentrifugieren entfernt und die Blei-Tetrafluorpolyäthylen-Mischung durch Walzen in und auf gesinterte Bronze aufgebracht.

Bei der Herstellung von Lagermaterial in Streifenform werden Vertiefungen durch Walzen bis zu einer Tiefe von 0,05 mm in einem mit einer Mahlunterlage versehenen mit Tetrafluorpolyäthylen imprägnierten porösen Bronzestreifen erzeugt. Der ganze Streifen wird dann in ein Bad von geschmolzenem Blei bei 380° C eingetaucht, aus dem Bad entfernt und schnell mit einem Asbesttuch abgewischt, um den Bleiüberschuß zu entfernen. Das entstandene Material hat etwas Blei in den Oberflächenvertiefungen des Tetrafluorpolyäthylens, und einige Vertiefungen sind mit

ίο Blei gefüllt.

Zur Herstellung eines cadmiumhaltigen Lagers wird ein mit Tetrafluorpolyäthylen imprägniertes Bronzematerial unter Verwendung eines Cadmiumcyanidbades im Verlauf von 10 Minuten und bei einer Stromdichte von 8 A/0,35 m² elektroplattiert.

Bei einem ähnlichen Verfahren zur Herstellung eines indiumhaltigen Lagers wird poröses gesintertes Eisen mit Indium durch Elektroplattierung imprägniert, indem man eine Stromdichte von 8 A/0,35 m² 15 Minuten lang aufrechterhält. Dieses Material wird dann im Vakuum mit Tetrafluorpolyäthylen imprägniert.

Claims (8)

Patentansprüche.

1. Lagermaterial mit einer Oberfläche aus einem porösen, mit Tetrafluorpolyäthylen imprägnierten Metallskelett, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageroberfläche zum Teil aus Tetrafluorpolyäthylen und dem Metallskelett und zum Teil aus Blei, Indium, Thallium oder Cadmium bzw. einem Gemisch von zwei oder mehreren dieser Metalle besteht.

2. Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle Blei, Indium, Thal-Hum und/oder Cadmium in einer Menge von 0,01 bis 30 Volumprozent des Tetrafluorpolyäthylens vorzugsweise nach der Einlaufperiode vorhanden sind.

3. Lagermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallskelett aus gesinterter, poröser Bronze, aus gesinterten Eisenspänen oder einem Metallgewebe besteht.

4. Verfahren zur Herstellung des Lagermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Lageroberfläche zahlreiche Vertiefungen bzw. Löcher vorsieht, in die man das Blei, Indium, Thallium oder Cadmium bzw. ein Gemisch von zwei oder mehreren dieser Metalle einbringt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vertiefungen in der Lageroberfläche mechanisch herstellt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vertiefungen durch geeignete Maßnahmen bei der Imprägnierung in Form von Rissen in der Tetrafluorpolyäthylenschicht erzeugt.

7. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eines oder mehrere der Metalle, Blei, Indium, Thallium oder Cadmium in das Tetrafluorpolyäthylen einarbeitet und diese Mischung zum Imprägnieren des Metallskeletts verwendet.

8. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalle Blei, Indium, Thallium oder Cadmium vor dem Imprägnieren auf die äußere Oberfläche des Metallskeletts bzw, auf dessen Teilchen aufbringt.

© 90» 627/357 9. 59