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DE3616360A1 - Masse fuer gleitelemente - Google Patents

Masse fuer gleitelemente

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Publication number
DE3616360A1
DE3616360A1 DE19863616360 DE3616360A DE3616360A1 DE 3616360 A1 DE3616360 A1 DE 3616360A1 DE 19863616360 DE19863616360 DE 19863616360 DE 3616360 A DE3616360 A DE 3616360A DE 3616360 A1 DE3616360 A1 DE 3616360A1
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DE
Germany
Prior art keywords
resins
resin
group
amount
tetrafluoroethylene
Prior art date
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Application number
DE19863616360
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English (en)
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DE3616360C2 (de
Inventor
Sanae Nagoya Mori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Metal Co Ltd
Original Assignee
Daido Metal Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daido Metal Co Ltd filed Critical Daido Metal Co Ltd
Publication of DE3616360A1 publication Critical patent/DE3616360A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3616360C2 publication Critical patent/DE3616360C2/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Masse für Gleitelemente mit niedrigen Reibungseigenschaften und guter Verschleißbeständigkeit. Die Erfindung betrifft insbesondere eine besondere Masse, die ein.Fluorkohlenstoffharz enthält und die zur Bildung, Laminierung, Imprägnierung und Beschichtung von Gleitelementen oder Dichtungsmaterialien zum Teil oder in ihrer Gesamtheit geeignet ist.
\\J Es sind bereits mehrere synthetische Harzmassen bekannt, die für Gleitelemente, wie Lager oder dergleichen, verwendet werden. Es sind auch Gleitelemente bekannt, die aus solchen Massen hergestellt sind. Solche Produkte sind z.B. aus (1) der veröffentlichten geprüften japanischen Patentanmeldung 31097/72, (2) der geprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 34698/77, (3) der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 166526/80 und (4) der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 103022/84 bekannt.
In der Veröffentlichung (1) Nr. 31097/1972 wird eine Masse mit guten Schmiereigenschaften und guter Verschleißfestigkeit beschrieben, die für Lager geeignet ist. Die Masse besteht aus Polytetrafluorethylen, das als kontinuierliche Schicht ausgebildet ist und in dem ein PoIyimidmaterial dispergiert ist. Die Druckschrift (2), d.h. das japanische Patent Nr. 346 98/1972, beschreibt ein ölloses Lager, das ein Polyfluoradditionspolymeres, bestehend aus Oxybenzoylpolyester und mindestens einem ungesättigten halogenierten Monomeren aus der Gruppe Tetrafluorethylen, Perfluorpropylen, Chlortrifluorethylen und Vinylidenfluorid, enthält. Mindestens 80 mol-% der Halogeneinheiten in-dem Polymeren bestehen aus Fluor. Das Additionspolymere ist bei einer Temperatur von nicht weniger als 2040C (400°F) thermisch stabil. Das Polymere enthält weiterhin Oxybenzoylpolyester, wobei das Gewichtsverhältnis der erstgenannten Komponente zu der letztgenannten
Komponente 1 : 100 bis 100 : 1 beträgt.
Die Druckschrift (3), d.h. die japanische Offenlegungsschrift 166526/1980, beschreibt ein Gleitelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei dem eine gleitende Oberfläche des Elements mit einem 5 bis 50 μπι dicken Film aus einem Syntheseharz beschichtet wird. Letzteres besteht aus 90 bis 97 Gew.-% Tetrafluorethylenharz und 3 bis 10 Gew.-% Polyphenylensulfidharz. Die Druckschrift (4), d.h. die JP-OS 103022/1984, beschreibt ein Lagermaterial mit guter Verschleißfestigkeit. Das genannte Material enthält ein Unterlagemetall und eine darauf vorgesehene poröse Metallschicht. Diese Schicht ist mit einer der folgenden Massen imprägniert und beschichtet: (A) einer Masse, bestehend aus folgendem: einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymerharze (ETFE), Vinylidenfluoridharze (PVDF), Chlortrifluorethylenharze (PCTFE) und Fluorethylenpropylenetherharze (EPE), und zum Rest im wesentlichen aus Tetrafluorethylenharz (PTFE), (B) einer Masse, bestehend aus folgendem: mindestens einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymerharze (FEP), Tetrafluorethylen-Perchloralkylvinylether-Copolymerharze (PFA), ETFE, PVDF, PCTFE und EPE und zum Rest im wesentlichen aus PTFE, und (C) einer Masse, bestehend aus folgendem: mindestens einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe FEP, PFA, ETFE, PVDF, PCTFE und EPE, mindestens einem Material in einer Menge von 0,1 bis 35 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Schmiermittel eines Metalls mit einem niedrigen Schmelzpunkt, wie Blei, Zinn oder Legierungen davon, einem festen Schmiermittel, wie einem Metalloxid, Metallsulfid, Metallfluorid oder Graphit, einem faserartigen Material, wie Kohlefasern, und einem keramischen Material, wie Siliziumcarbid, und zum Rest im wesentlichen
aus PTFE, wobei die Gesamtmenge der anderen Bestandteile als PTFE 0,2 bis 70 vol.-% beträgt.
Da diese Harzmasse auf Fluorbasis oder solche Massen umfassende Gleitelemente ausgezeichnete Schmiereigenschaften und eine ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit haben, sind sie auf diesem Gebiet im \ergleich zu Gleitelementen, die andere Harze umfassen, in weitem Ausmaß verwendet worden.
Wie oben erwähnt, sind die in den Druckschriften (1) bis (4) beschriebenen Materialien als Massen für Gleitelemente geeignet. Im Hinblick auf die verschiedenen Eigenschaften, die für Materialien gefordert werden, welche neuerdings eingesetzt werden, sind aber diese Massen oder daraus hergestellte Gleitelemente nicht notwendigerweise zufriedenstellend. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf niedrige Reibungseigenschaften und die Verschleißbeständigkeit, welche Eigenschaften als sehr wesentlich angesehen werden, um ein gutes Gleitverhalten aufrechtzuerhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die obengenannten Nachteile und Mängel von herkömmlichen Gleitelementen oder herkömmlichen Massen für Gleitelemente zu überwinden und Massen für Gleitelemente zur Verfügung zu stellen, die verbesserte niedrige Reibungseigenschaften und verbesserte Verschleißbeständigkeitseigenschaften besitzen.
Die erste Masse für Gleitelemente gemäß der Erfindung besteht aus folgendem: mindestens einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe (A), welche aus Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymerharzen (nachstehend als "PFA" bezeichnet), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymerharzen (nachstehend als "FEP" bezeichnet) und Fluorethylen-Propylenether-Harzen (nachstehend als "EPE" bezeichnet) besteht, mindestens
einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 5 0 νοΙ,-%, ausgewählt aus der Gruppe (B), welche aus Oxybenzoylpolyester, Phenylensulfidpolymeren und wärmehärtenden Harzen besteht, und zum Rest im wesentlichen aus Tetrafluorethylenharz (nachstehend als "PTFE" bezeichnet), wobei die Gesamtmenge der anderen Bestandteile als das PTFE 0,3 bis 70 vol.-% beträgt.
Die zweite Masse für Gleitelemente gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus folgendem: mindestens einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe (A), welche aus PFA, FEP und EPE besteht, mindestens einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe (B), welche aus Oxybenzoylpolyester, Phenylensulfidpolymeren und wärmehärtenden Harzen besteht, mindestens einem Material in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe (C), welche aus Metallschmiermitteln, Metalloxiden, zusammengesetzten Metalloxiden, Metallsulfiden, Metallfluoriden, festen Schmiermitteln auf Kohlenstoffbasis, faserartigen Materialien und keramischen Materialien besteht, und zum Rest im wesentlichen aus PTFE, wobei der Gesamtgehalt der anderen Bestandteile als das PTFE 0,3 bis 70 vol.-% beträgt.
In jeder der ersten und zweiten Massen für Gleitelemente kann jede beliebige Kombination von mindestens einem Harz, ausgewählt aus der Gruppe (A), bestehend aus PFA, FEP und EPE, mit dem PTFE, d.h. die Kombinationen PTFE-PFA, PTFE-EPE, PTFE-FEP, PTFE-PFA-EPE, PTFE-PFA-FEP und PTFE-PFA-FEP, als Fluor enthaltendes Harz verwendet werden. Diese kombinierten Materialien werden gegenseitig während ihrer Sinterungsstufe gelöst und ergeben ein einfaches Material, das Eigenschaften hat, die sich von denjenigen von ursprünglichen PFA, FEP, EPE oder PTFE oder bloßen Gemischen davon ziemlich unterscheiden. Dies wird aufgrund der Tatsache erklärlich, daß vor dem Sintern jedes der Mate-
rialien PTFE, PFA, FEP und EPE seinen jeweiligen Schmelzpunkt zeigt, während nach dem Sintern die obengenannten Massen ihren jeweiligen einzigen Schmelzpunkt zeigen. Wenn dieses einfache Material oder die einfache Masse durch ein optisches Mikroskop und ein Differential-Scanning-Kalorimeter analysiert wird, dann zeigt die obengenannte Masse eine gegenseitig gelöste Struktur ohne Grenzen für die Bestandteile der kombinierten Masse. In anderen Worten, die erfindungsgemäße Masse stellt nicht ein bloßes PoIymergemisch dar.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Bestandteile der Gruppe (A) auf PFA, FEP und EPE begrenzt sind, weil, wenn andere Fluorharze, z.B. solche von ETFE, PVDF und PCTFE oder dergleichen, zur Bildung des Gleitelements eingeschlossen werden (dieses Produkt wird nachstehend als einfacher Körper oder einfaches Gleitelement bezeichnet) , dann wird in dem Produkt in manchen Fällen eine erhebliche Deformation, z.B. eine Zersetzung, Rißbildung oder Blasenbildung, oder eine erhebliche Verminderung der mechanischen Festigkeit während der Sinterungsstufe beim Herstellungsprozeß des Produkts hervorgerufen. Wenn jedoch das Produkt so hergestellt wird, daß Massen der Gruppe (A) (PFA, FEP und EPE) imprägniert und auf einen vorfabrizierten Grundkörper des Gleitelements aufgeschichtet werden, um ein integrales Gleitelement zu erhalten (in diesem Falle wird das Produkt als zusammengesetzter Körper oder zusammengesetztes Gleitelement bezeichnet), dann können die obengenannten anderen Fluorharze (ETFE, PVDF und PCTFE etc.) zusammen mit den Bestandteilen der Gruppe (A) eingesetzt werden.
Die verwendete Menge der Bestandteile der Gruppe (A) ist auf 0,1 bis 50 vol.-% der Gesamtmasse begrenzt, weil bei Mengen von weniger als 0,1 vol.-5, die Ziele der vorliegen-
don Erfindung, d.h. verbesserte Reibungseigenschaften und eine verbesserte Verschleißbeständigkeit, nicht erhalten werden können. Andererseits erhöhen Mengen von mehr als vol.-% den Reibungskoeffizienten und die Reibungstemperatur, so daß hierdurch die Gleiteigenschaften verschlechtert werden, obgleich in diesem Fall die Verschleißbeständigkeit verbessert werden kann.
Der am meisten bevorzugte Volumenbereich der Bestandteile der Gruppe (A) ist daher 2 bis 30 vol.-%.
Was* die Bestandteile der Gruppe (B) anbetrifft, so können alle beliebigen der Bestandteile Oxybenzoylpolyester, Phenylensulfidpolymere und wärmehärtende Harze oder jede beliebige Kombination von zwei oder mehreren der genannten Bestandteile ausgewählt und in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-% oder vorzugsweise 2 bis 30 vol.-% der Gesamtmenge verwendet werden. Wenn der Bestandteil der Gruppe (B) in einer Menge von weniger als 0,1 vol.-% verwendet wird, dann wird hierdurch eine erhebliche Verschlechterung sowohl der niedrigen Reibungseigenschaften als auch der Verschleißbeständigkeit hervorgerufen. Andererseits bringt die Verwendung des Bestandteils der Gruppe (B) in einer Menge von mehr als 50 vol.-% einen Anstieg sowohl des Reibungskoeffizienten als auch der Reibungstemperatur mit sich, wodurch die Gleiteigenschaften und die Lagereigenschaften verschlechtert werden, obgleich hierdurch die Verschleißbeständigkeit verbessert werden kann.
Unter wärmehärtenden Harzen wird mindestens ein Harz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyimidharzen, Polyamidoimidharzen und Silikonharzen etc., verstanden, das keine nennenswerte Deformation, wie Zersetzung, Rißbildung oder Blasenbildung etc. während der Sinterungsstufe des Harzes zeigt.
Die Bestandteile der Gruppe (C), wie das Metallschmiermittel , das feste Schmiermittel, das faserartige Material oder das keramische Material, werden gleichfalls in einem begrenzten Bereich von 0,1 bis 50 vol.-%, mehr bevorzugt 2 bis 30 vol.-%, verwendet. Die Verwendung einer Menge von weniger als 0,1 vol,-% führt zu einer geringeren Verbesserung hinsichtlich der Verschleißbeständigkeit, während die Verwendung einer größeren Menge als 50 vol.-% zu einer Versprödung des Produkts führt, wodurch dieses für die Zwecke der Praxis nicht geeignet wird.
Als Metallschmiermittel sind beispielsweise Pb, Sn, Cu, Zn, Bi, Cd, In, Li und/oder ihre Legierungen geeignet. Unter Metalloxid werden beispielsweise die jeweiligen Oxide der folgenden Elemente: Zn, Al, Sb, Y, In, Zr, Mo, Cd, Ca, Ag, Cr, Co, Ti, Si, Mn, Sn, Ce, W, Bi, Ta, Fe, Cu, Pb, Ni, Te, Nb, Pt, V, Pd, Mg und Li verstanden. Das zusammengesetzte Metalloxid ist beispielsweise: CoO-Al2O3, TiO3-ZnO2, PbO-TiO2, CoO-SnO2, MgO-Al3O3, ZrO3-SiO2, CoO-Al2O3-MgO, CoO-Al2O3-Cr2O3, CoO-ZnO-MgO, Pb3O4-Sb3O3-TiO2,
3, Cr2O3-CuO-MnO2, COO-Cr3O3-Fe2O3, CoO-222 und CoO-Cr2O3-MnO2-Fe2O3 etc. Das Metallfluorid ist z.B. PbF3, AlF3, CdF3 und BaF3 etc. Das feste Schmiermittel auf Kohlenstoffbasis ist beispielsweise Gr phitfluorid, Graphit, Koks und Kohle etc. Das faserartige Material ist beispielsweise Kohlefasern, Glasfasern, Baumwolle (Cellulose), Asbest, Steinwolle, Kaliumtitanatfasern, natürliche und synthetische Fasern von aromatischem Polyamid etc. Die keramischen Materialien sind z.B. SiC, TiC, TiN, B4C, BN, Si3N4, AlN, HfN, TaN, WC, TaC, VC und ZrC etc.
Obgleich die obengenannten Bestandteile innerhalb der oben angegebenen Grenzen verwendet werden, ist es weiterhin erforderlich, daß die Gesamtmenge jedes anderen Bestandteils als das PTFE auf 0,3 bis 70 vol.-%, vorzugsweise 5 bis 50
vol.-%, begrenzt ist. Dies deswegen, weil, wenn die Gesamtmenge der Bestandteile weniger als 0,3 vol.-% beträgt, dann kein Effekt hinsichtlich der Zugabe der Bestandteile vorliegt, während, wenn umgekehrt die Gesamtmenge mehr als 70 vol.-% beträgt, das Produkt versprödet und für die Praxis ungeeignet wird. Weiterhin besteht kein Multiplikationseffekt durch jeden Bestandteil, der zum Anstieg sowohl des Reibungskoeffizienten als auch der Reibungstemperatur führt, wodurch schlechte Gleiteigenschaften bewirkt werden.
Es gibt zwei Verfahren zur Herstellung der Massen aus den genannten Bestandteilen. Das eine Verfahren ist ein Trockenverfahren und das andere ist ein Naßverfahren. Das Trockenverfahren umfaßt eine einfache Vermischung der Bestandteile. Das Naßverfahren umfaßt die Herstellung einer Dispersion von PTFE (einer wäßrigen Dispersion, die aus 30 Gew.-% PTFE und zum Rest aus 70 Gew.-% Wasser besteht) und die Zugabe und Vermischung der anderen Bestandteile als das PTFE und erforderlichenfalls eines oberflächenaktiven Mittels, eines organischen Lösungsmittels, wie Toluol etc., und eines Koagulierungsmittels, wie Aluminiumnitrat, um ein pastenartiges Gemisch herzustellen. Es wird darauf hingewiesen, daß, während die erfindungsgemäße Masse zur Herstellung sowohl eines einfachen Körpers als auch eines zusammengesetzten Körpers verwendet werden kann, der letztgenannte nicht nur durch Imprägnierung und Beschichtung der Masse auf die Unterlage bzw. Rückplatte hergestellt werden kann, sondern auch dadurch, daß man zuerst eine Platte aus der Zusammensetzung herstellt und sodann die Platte zusammen mit der Unterlageplatte bzw. Rückplatte verbindet.
Die Unterlageplatte bzw. Rückplatte, die für die Erfindung verwendet wird, kann aus einem anderen Metall als Stahl bestehen. Die Platte kann ohne eine Plattierung
vorliegen oder sie kann mit einer Plattierung aus Metall oder anderen Legierungen als mit Kupfer versehen sein. Die poröse Schicht, die auf der Unterlageplatte bzw. Rückplatte gebildet ist, kann aus einem anderen Metall oder seinen Legierungen als einer Kupferlegierung, wie Bronze, bestehen.
Die herkömmliche Masse und die erfindungsgemäße Masse werden nachstehend anhand ihrer Herstellungsprozesse und der Ergebnisse der Tests miteinander verglichen.
Beispiel 1 (Herstellung eines einfachen Körpers)
Die Gleitelemente aus einem einfachen Körper wurden nach den folgenden Stufen hergestellt:
(a) Dosierungsstufe - Pulver mit den in Tabelle
I angegebenen Zusammensetzungen wurden dosiert bzw. abgemessen.
(b) Mischstufe - Die Pulver wurden 2 bis 10 min unter Verwendung eines Mischers (z.B. eines Henschel-Mischers) miteinander vermischt.
(c) Verdichtungsstufe - Ein Kompressionsdruck von 1000 kg/cm2 wurde angewendet, um einen festen zylindrischen Kompressionskörper mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 50 mm oder einen hohlen zylindrischen Kompressionskörper mit einem Außendurchmesser von 35 mm, einem Innendurchmesser von 15 mm und einer Höhe von 40 mm herzustellen, und
(d) Sinterstufe - Die Kompressionskörper wurden in einen Ofen mit einer Inertgasatmosphäre (z.B. aus N„-Gas) oder einer Luftatmosphäre eingegeben und allmählich
von Umgebungstemperatur bis auf 327 bis 4000C erhitzt, bei welcher Temperatur sie gehalten und wenige h gesintert wurden. Danach wurden sie in dem Ofen abkühlen gelassen.
Die obigen Stufen (a) bis (d) ergaben zehn Gleitelemente mit einfachen Körpern. Zwei davon (Nr. 1 und 2) sind herkömmliche Elemente, während die anderen acht (Nr. 3 bis 10) Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung sind.
Die Lagereigenschaften dieser Gleitelemente sind in Tabelle I zusammengestellt. Die Testbedingungen für die Elemente sind in Tabelle II gezeigt.
Beispiel 2 (Herstellung eines zusammengesetzten Körpers)
Die Gleitelemente mit zusammengesetztem Körper wurden nach folgenden Stufen hergestellt:
(a) Eine Kupferschicht mit einer Dicke von 5 μΐη wurde auf die Oberfläche einer Platte aus gewöhnlichem Konstruktions-Kohlestahl mit einer Dicke von 1,24 mm aufplattiert;
(b) auf die kupferplattierte Schicht wurde ein Pulver aus einer Kupferlegierung bis zu einer Dicke von 0,35 mm aufgebracht. Das Pulver bestand aus 10 bis 12 Gew.-% Sn, 3 bis 5 Gew.-% Pb, 0,2 bis 0,4 Gew.-% P und zum Rest Cu. Der Teilchengrößenbereich war -120 bis +120 mesh (125 bis 74 um);
(c) das Pulver wurde in einer Luftatmosphäre in das poröse Material bei einer Temperatur von 800 bis 860°C und bei einer Haltezeit von 5 bis 10 min hineingesintert;
(d) die Oberfläche der porösen Schicht wurde mit der in Tabelle I gezeigten Masse bis zu einer Dicke von
1 bis 2 mm beschichtet. Die beschichtete Platte wurde durch ein Walzenpaar geleitet, um eine gewalzte Dicke der aufgeschichteten Masse im Bereich von 0,01 bis 0,03 mm zu ergeben, so daß die Masse in die Poren der porösen Schicht hineinimprägniert wurde und auf die Oberfläche der porösen Schicht aufgeschichtet wurde. Die beschichtete und imprägnierte Pla-te wurde bei einer Temperatur von 327 bis 4000C
2 bis 5 min lang gesintert und sodann erneut durch die Walzen geleitet, um eine gleichförmige Gesamtdicke von 1,50 mm zu erhalten.
Auf diese Weise wurden durch die Stlifen (a) bis (d) sieben Gleitelemente mit zusammengesetzten Körpern erhalten. Drei davon (Nr. 11 bis 13) waren herkömmliche Elemente und die anderen vier (Nr. 14 bis 17) waren Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Testergebnisse für diese Elemente sind in Tabelle I gezeigt. Die Testbedingungen sind in Tabelle II zusammengestellt.
Beispiel 3 (Herstellung des zusammengesetzten Körpers)
Weitere Gleitelemente mit zusammengesetztem Körper wurden nach den folgenden Stufen hergestellt:
(a) Aus dem festen zylindrischen Kompressionskörper mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 50 mm, hergestellt im Beispiel 1, wurden mittels der Scheibenschnittechnik (z.B. der Aufspaltungstechnik) 0,5 mm dicke Blättchen hergestellt.
(b) Die Oberfläche einer 1,0 mm dicken gewöhnlichen Konstruktionsstahlplatte wurden nach dem Entfetten
durch Kugelstrahlen und Verwendung eines Aufrauhungsgürtels etc. aufgerauht; und
(c) die Stahlplatte und das Blättchen aus dem Kompressionskörper wurden direkt mittels eines Epoxyklebstoffs oder mittels einer Thermodruckbindung mit der Zwischenfläche von PFA-FiIm oder FEP-FiIm zwischen beiden Platten verbunden.
Tabelle
Massen für den einfachen Körper oder zum Beschichten und Imprägnieren
Nr. Gruppe ^ PFA 7 j 10 9 i 5 EPE FEP Gruppe B PoIy-
imid		 PPS 20 !
!		 ι
1 8 10 1 Oxybenzoyl-
polyester		 I
i
herköimali- 2 11 20 20 j
ctis x>iai.e~
rialien		 3 12 5 10 10
Materia 4 10 20
lien gemäf
der Er"fin-*		 5 13 3 20 10
dung 6 30 14 10 30 20
15 10 1 1
16 10 1 10
10
herköramli-1 1 1
cxie Mate
rialien		 1 10
Materia
lien gem£.E
der Erfin-«
dung		 5
.
10
5
10 10
10 20
* öffentlich bekannte Werte-Nr. (erhalten im oben erwähnten Stand der Technik)
(1) JP, B2 }lr. 31097/1972 (2) JP, B2 Nr. 34698/1977, (3) JP, A, Nr. 166526/1980, (4) JP. A, Nr. 103022/1984
Fortsetzung Tabelle I
Gruppe C Bronze
pulver ·		 -Gra
phit .		 MoS2 Kohle
fasern		 PbF2 M2O3 PbO-
TiO2 		PT
FE
Rest!
Rect
Rest
Rest
10 Rest
0.5 Rest
25 5 5
4 1
10
Rest)
10 Rest
Rest
5 1 Rest
Peat
Rest
Rest
Rest
Rest
JRest
Fortsetzung Tabelle I
Eigenschaften Reibungs
koeffizient		 Bemerkungen I
Ver
schleiß
bzw.Ab
rieb um		 0.208 öffentlich
bekannte
Werte Nr.		 einfache :
Korper
19.0 0.190 (2)*
23.0 0.145 (D
6.5 0.158
10.0 0.154
7.5 0.163
10.0 0.145
8.0 0.160
7.0 0.150
7.0 0.145
9.5
7.0 0.225 (3) zusanmen-
yesetzterj
Körper
4.5 0.185 (4)
2.0 0.160
1.0 0.159
1.0 0.148
1.5 0.155
Tabelle II
Bedingungen beim Reibungs- und Verschleißtest
Vorrichtung
F.eibungs- und VerschleiStestvorrichtung vom Widerlagetyp
Abmessungen der Probekörper
Außendurchmesser 50 mm
χ Dicke 5 mm (für den Monokörper)
50 mm χ 50 mm χ 1,5 mm (für den
zusammengesetzten Körper)
Last 25 kg/cm2
Umfangsgeschwindig
keit		 0,1 m/sec
Testperiode 4 h
Schmierung trocken
Gemäß Tabelle I ergibt der Vergleich zwischen den herkömmlichen Gleitelementen (Proben Nr. 1 und 2 (Monokörper} und Proben Nr. 11 bis 12 (zusammengesetzte Körper)) und den erfindungsgemäßen Elementen (Proben Nr. 3 bis 10 (Monokörper) und Proben Nr. 13 bis 18 (zusammengesetzter Körper)), daß durch die vorliegende Erfindung eine Verbesserung hinsichtlich des Reibungskoeffizienten und des Ausmaßes des Verschleißes gegenüber herkömmlichen Elementen erzielt werden kann.
Was den einfachen Körper betrifft, so wird zuerst ein Vergleich zwischen dem herkömmlichen Element Nr. 1 und dem erfindungsgemäßen Element Nr. 3 gemacht, obgleich das letztgenannte Element lediglich durch Zugabe des EPE-Bestandteils der Gruppe (A) zu dem erstgenannten Material gebildet worden ist. Das Material Nr. 3 zeigt ein Verschleißausmaß von 6,5 um, während das herkömmliche Element Nr. 1
ein Verschleißausmaß von 19,0 μΐη zeigt. Erfindungsgemäß wird daher eine Verminderung des Verschleißes im Vergleich zu dem herkömmlichen Element von 1/3 erzielt. Zusätzlich zu der Verbesserung der Verschleißbeständigkeit zeigt die erfindungsgemäße Probe auch einen erheblich niedrigeren Reibungskoeffizienten, wodurch die niedrige Reibungseigenschaft der erfindungsgemäßen Massen verbessert wird.
Der Vergleich zwischen dem herkömmlichen Element Nr. 2 und dem Material Nr. 4 zeigt, daß die erfindungsgemäßen Probekörper hinsichtlich der Reibungs- und Verschleißeigenschaften in einem großen Ausmaß verbessert worden sind. Der Vergleich zwischen dem herkömmlichen Element Nr. 1 und dem Material Nr. 5 bis 10 zeigt auch, daß die Erfindung eine Verbesserung gegenüber dem herkömmlichen Element hinsichtlich der Reibungs- und Verschleißeigenschaften mit sich bringt.
Was den zusammengesetzten Körper betrifft, so erfolgt zuerst ein Vergleich zwischen dem herkömmlichen Element Nr. 11 und dem Material Nr. 13 gemäß der Erfindung. Es ergibt sich, daß das Material Nr. 13 gemäß der Erfindung, obgleich lediglich durch Zugabe des EPE-Bestandteils der Gruppe (A) zu dem herkömmlichen Element Nr. 11 gebildet, hinsichtlich der Verschleißbeständigkeit erheblich verbessert worden ist. Das heißt, das Verminderungsverhältnis des Verschleißausmaßes ist auf 1/3,5 vermindert worden. Das erfindungsgemäße Material hat auch einen niedrigen Reibungskoeffizienten.
Ein weiterer Vergleich des herkömmlichen Elements Nr. mit dem Material Nr. 14 zeigt, daß das letztgenannte Material, obgleich lediglich durch Zugabe des Oxybenzoylpolyester-Bestandteils der Gruppe (B) zu dem herkömmli-
chen Element Nr. 12 gebildet, eine verbesserte Verschleißbeständigkeit aufweist, da das Verschleißausmaß des letztgenannten Materials auf 1/4,5 desjenigen des herkömmlichen Elements vermindert worden ist und auch der Reibungskoeffizient des letztgenannten Materials ebenfalls niedriger ist als derjenige des erstgenannten Materials.
Die erfindungsgemäßen Massen für Gleitelemente können, wie im Beispiel 1 gezeigt, als Gleitelemente mit einfachem Körper (für Anwendung mit verhältnismäßig niedriger Last) verwendet werden. Bei Verwendung dieser Masse, wie im Beispiel 2 gezeigt, als Gleitelement mit zusammengesetztem Körper kann das letztgenannte Material (Beispiel 2) mit einer Metallrückplatte eine Verbesserung gegenüber dem erstgenannten Material (Beispiel 1) hinsichtlich der mechanischen Festigkeit sowie hinsichtlich der thermischen Leitfähigkeit des Elements erreichen. Hierdurch werden verschiedene Lagereigenschaften, z.B. die Lasttragekapazität, die Beständigkeit gegenüber einem Festfressen und die Dimensionsstabilität, in drastischer Weise verbessert werden.
Es sollte beachtet werden, daß im Beispiel 3 die Lagereigenschaften fast vom gleichen Grad sind wie diejenigen im Beispiel 2.
Schließlich sollen spezielle Anwendungsbeispiele für Gleitelemente, hergestellt unter Verwendung der erfindungsgemäßen Massen, beschrieben werden: Im Falle von Gleitelementen mit einfachem Körper sind diese Elemente für eine OA-Vorrichtung, einen Kolbenring für Automobil-Stoßdämpfer, für öldichtungen und für allgemeine technische Vorrichtungen anwendbar. Im Falle von Gleitelementen mit 2usammengesetztem Körper sind diese Materialien für Lager oder Dichtungen anwendbar, die für hin- und hergehende Mechanismen bzw. Einrichtungen verwendet werden kön-
nen, wie beispielsweise in dem ölzylinder von Automobil-Stoßdämpfern, den Lagern für die Pumpe, allgemeinen technischen Vorrichtungen und anderen verschiedenen Anwendungsgebieten, z.B. Ölschmierungslagern oder öllosen Lagern gefunden werden.
Wie beschrieben, ist die vorliegende Erfindung in der Technik hinsichtlich der Praxis und der Wirtschaftlichkeit sehr nützlich.

Claims (9)

5497 WK/rm Masse für Gleitelemente Patentansprüche
1. Masse für Gleitelemente, dadurch g e k e η η zeichnet , daß sie aus folgendem besteht: mindestens einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe (A)/ bestehend aus Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymerharze, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymerharze und Fluorethylen-Propylenether-Harze, mindestens einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe (B), bestehend aus Oxybenzoylpolyesterharze, Phenylensulfidpolymerharze und wärmehärtende Harze, und zum Rest im wesentlichen aus Tetrafluorethylenharz, wobei die Gesamtmenge der anderen Bestandteile als das genannte Tetrafluorethylenharz 0,3 bis 70 vol.-% beträgt.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des Harzes aus der Gruppe (A) 2 bis 30 vol.-% beträgt.
3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des Harzes aus der Gruppe (B) 2 bis 30 vol.-% beträgt.
4. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die wärmehärtenden Harze mindestens ein Harz, ausgewählt aus der Gruppe Polyimidharze, Polyamidoimidharze und Silikonharze, einschließen.
5. Masse für Gleitelemente, dadurch ge-
kennzeichnet , daß sie aus folgendem besteht: mindestens einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 voL-%, ausgewählt aus der Gruppe (A)/ bestehend aus Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymerharze, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolyrnerharze und Fluorethylen-Propylenether-Harze, mindestens einem Harz in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe (B), bestehend aus Oxybenzoylpolyesterharze, Phenylensulfidpolymerharze und wärmehärtende Harze, mindestens einem Material in einer Menge von 0,1 bis 50 vol.-%, ausgewählt aus der Gruppe (C), bestehend aus einem Metallschmiermittel, Metalloxid, zusammengesetztem Metalloxid, Metallsulfid, Metallfluorid, festem Schmiermittel auf Kohlebasis, faserartigem Material und Keramik, und zum Rest im wesentlichen aus Tetrafluorethylen besteht, wobei die Gesamtmenge der anderen Bestandteile als das genannte Tetrafluorethylenharz 0,3 bis 70 vol.-% beträgt.
6. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des Harzes, ausgewählt aus der Gruppe (A), 2 bis 30 vol.-% beträgt.
7. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des Harzes, ausgewählt aus der Gruppe (B), 2 bis 30 vol.-% beträgt.
8. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Harzes, ausgewählt aus der Gruppe (C), 2 bis 30 vol.-% beträgt.
9. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die wärmehärtenden Harze mindestens ein Harz, ausgewählt aus der Gruppe Polyimidharze, Polyamidoimidharze und Silikonharze, einschließen.
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