Патент ссср 235664

 

Всесоюзная у1атент!!c-, -., -:е""êà!" бн оте МЬ

О П И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕИТУ

Зависимьш от патента ¹

Заявлено 24.Х1.1961 (№ 753136/23-5) Кл. 47b, 4 с присоединением заявки ¹

МПК F 06с

Приоритет

Опубликовано 16.1.1969. Бюллетснb ¹ 5

Дата опубликования описания 7Л П.1969

Комитет по лелем изобретений н открытий прн Совете Министров

СССР

УДК 678.674.046:621.822 (088.8) Авторы изоорстения

Иностранцы

Петер Гарнет Форрестер и Джордж Кристофер Пратт (Англия) Иностранная фирма

«Дзи Глэсиер Метал Компани Лимитед» (Англия) Заявитель

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ

Известен материал для изготовления опорных подшипников, в частности таких деталей, как поршневые кольца, поршни, цилиндры, обоймы или сепараторы для шариковых или роликовых подшипников и скользяLILèå 5 электрические контакты типа щеток.

Предложен материал, в котором по крайней мере часть опорного подшипника состоит из слоя полиэтилентерефталата, не содержащего или содер)кащего вплоть до 40% (по объ- 10 ему) одного или нескольких наполнителей, причем этот слой имеет толщину, не превышающую 3,175 л1л!. Предпочтительно, однако, чтобы толщина слоя находилась в интервале

0,254 — 0,762,т!м. 15

При использовании HBïîëíèòåëåé, последние могут включать, например, металлическую пудру или волокна, порошкообразны е окиси металлов, пластические материалы, например политетрафторэтилен в виде порошка или во- 20 локон, порошкообразный графит или асбест, или стекловолокно. Предпочтительными наполнителями являются газовая сажа, медь и окиси двухвалентной и одновалентной меди.

Для удобства слой, образующий опорную 25 поверхность, назван слоем полиэтилентерефталата, термин включает как чистый полиэтилентерефталат, так и полиэтилентерефталат, смешанный с одним или несколькими наполнителями, кол!Пчество которых может достигать

40 оо. з, о.

В опорных подшипниках из предлагаемого материала опорные поверхности могут представлять собой любую из трех аллотропных форм иолиэтилентерефталата (поликристаллическую, аморфную или ориентированную) .

Пол!!этилентере!11талат, образующий опорную поверхность, можно механически фиксировать на металлической подложке и подложку фиксировать на следующей подложке, причем эта подложка в таки.; случаяx образует металлическую опору. Для удобства механическое скрепление осуществляется между смежными частями опорного слоя полиэтилентерефтатата и металлической подложкой.

Механическое сцепление можно создать 00работкой соответствующей поверхности мета.злической подложки хих!Пческ1Б1 спосооом, например травлением, фосфатированием или анодированием, или чисто механическим способом, например обработкой на пескоструйном аппарате для создания множества пор, в которые могут проникнуть отдельные участки слоя пол иэтилентерефталата и создать тем самым требуемое механическое сцепление.

В одном из вариантов можно использовать !

1Ористу!О металличес! ю подложку, так ак в случае, если подложку изготовляют из спе235664

3 ченного металла, опорный слой, фиксируемый на подложке путем прижимания полиэтилентере(>талата в;! IKQA(, 0(>p33> сТ единое це.Тос с опорным слоем благодаря проникновению материала в поры или в промежутки прилегающей .поверхности металлической подло>ккп, Создание механического сцепления ме>кду опорной !!оверхностьк> l! подложкой, однако, несущественно.

Так, опорный слой нз полпэтплентерефталата можно прикрепить к подло>кке при помощи подходящего клея, например при помощи эпоксидной cìoëû. Найдено, что хорошего сцепления можно достигнуть между опорным слоем из полиэтилентерефталата и подложкой из меди или из медного сплава, в котором преобладает медь, например, если этот слой наносят путем распределения расплавленного полиэтилентерефталата 110 медной подложке и последуlощей зака. (1(» подло>к(ки с покр(>1тием. Для удобства медну.ю подложку помещают на стальную опору, причем медь наносят на сталь гальваническим способом.

В соответствии с другим вариантом изобретение включает материал для опорных поверхностей, состоящих из многослойных листов или полос, включающих металлическую подложку со слоем полиэтплентерефталата, прикрепленным по меньшей мере к одной пз поверхностей. Металлическую подложку. можно, если потребуется, поместить на опору, состоящую из одного или нескольких слоев подходящего материала.

Изобретение включает также метод изготовления материала для опорных подн(ипников предпочтительно в форме листов или полос с покрытием, в которых слой полиэтилентерефталата фиксирован на поверхности металлп (еcIc0й I10 $,I0>HIGH. ВPchih(а у (обHО полу ilаTh такой материал для опорных поверхностей путем нанесения слоя расплавленного почиэтплснтерефталата на поверхность металлического листа с последующим охла>кдением полученного материала. Этот метод достаточно прост, Но прочность сцепления между полиэтилентерефта "Hòoì и металлпческои подложкой относительно низка, В пол1ченном таким способом материале для пзготовлеппя

OIIOPH (1Õ 1 (0.(ØÈÏÍl1!;0Â IIO; 1(ЭТИ. (ЕЕНТЕP(ôÒ<(1(IТ опорного слоя находится в поликристаллической форме.

В ОднОм из Вяpпантов п(етода изготовления предлагаемых материалов опорных подшипников полиэтилентерефталат в форме полосы или листа крепят к металлической подложке при помощи клея, например из эпоксидной смолы, Для улучшения прочности сцепления между слоем полиэтилентерефталата и подложкой поверхность подлож(ки, на которую наносят полиэтилентерефталат, можно 110;I,вергнуть химической или механической обработке для повышения степени ее шероховатости и создания лучшего сцепления; в дальнейшем полосу или лист полиэтилентере(рталата прижимают валком к обработанной поверхно5

25 з(!

4 стп после нанесения на нее клея. Этот метод может быть, например, использован для создания материала для опорных подшипников, в котором полпэтилентерефталат находится в ориентированной форме. Метод не приводит к переходу и c1(oë üçoванного полиэтилентерефталата из Одной формы в другую, как это может произойти, например, в описанном выше методе, в котором полиэтилентерсфта IBT расплавляют и дают ему медленно охладиться, так как полиэтилентерефталат, находящийся в аморфной форме, как правило, превращается в поликристалличеокую форму при температурах, превышающих примерно 80"С.

В одном из вариантов метода получения материала для опорных подшипников с полиэтилентерефталатом в поликристаллической форме гранулы поликристаллического полиэтилентерефталата распределяют на подложке из спеченного металла и подложку вместе с гранулированным полиэтилентерефталатом после этого нагревают, вальцуют и наконец охлаждают.

Материал для опорных подшипников, в котором полиэтилентерефталат находится в аморфной форме, можно изготовлять накатыванием,на вальцах листов или полос полиэтилентерефталата аморфной формы на нагретую подложку из спеченного материала с последующей закалкой полиэтилентерефталата и подложки. Выбор аллотропной формы полиэтилентерефталата из трех имеющихся его аллотропных форм для использования в опорных подшипниках определяется последующим назначением опорных подшипников и методом создания готового изделия или материача для опорных подшипников, пз !Которого изготавливается изделие.

Найдено, что из трех существующих форм пол!!крист(!ллический полиэтплентерефталат обеспечивает получение наиболее твердой наружной поверхности опорного подшипника и меньше всего подвергается износу в условия.;, в которых возникает возможность разрушения пленки смазочного материала, находящейся между опорной поверхностью и поверхность(о, с которой Она соприкасается. С другой стороны, полпкристаллический опорный слой является относительно хрупким и имеет тенденцию к растрескпванию в условиях, в которых он подвергается воздействию переменных нагрузок. Опорные подшипники, имеющие такой опорнь(й слой, как правило употребляются в условиях постоянных нагрузок.

Опорный слой полиэтилентерефталата в ориентированной форме не является столь хрупким, как опорный слой из поликристаллического полиэтилентерефталата, но он и не столь тверд и устойчив к износу. Кроме того, такой опорный слой имеет тенденцию к расс,чаиванию в условиях переменных нагрузок

», следовательно, как и в с li чае поликристаллических опорных слоев, употребляется в таких у c, 1Ови(!х, когда нагру зKH 51пля(отся HOстоя нн ы м и.

235664

Опорные подшипники, имеющие опорный слой из полиэтилентерефталата в аморфной форме, — дешевы и получаются без затруднений; они обеспечивают хорошее сцепление между опорным слоем и подложкой и при использовании в условиях переменных нагрузок характеризуются, как правило, более продолжительны м сроком службы, чем опорные поверхности с опорными слоями из двух др)гих форм полиэтилентерефталата, Однако полиэтилентерефталат, находящийся в аморфной форме и не содержащий наполнителей, является более мягким, чем полиэтилентерефталат в двух других формах, не содержащих наполнителей и, как правило, характеризуется более высокой степенью износа, Кроме того, в некоторых температурных условиях он имеет тенденцию к превращению в кристаллическую форму. Введение наполнителей, однако, повышает твердость полиэтилентерефталата, находящегося в аморфной форме.

Так, в полиэтилентерефталате, находящемся в аморфной форме, метаморфизация происходит при температурах, примерно равных

80 C или несколько превышающих эту температуру, причем полиэтилентерефталат превращается при этих температурах в поликристаллическую форму. Обнаружено, что в опорных поверхностях, в которых слой полиэтилентерефталата, находящийся в аморфной форме, прикреплен к жесткой подложке, метаморфизация ингибируется, и нагревание можно осуществить при температурах свыше 80 С без превращения полиэтилентерефталата в поликристаллическую форму. В случае опорных поверхностей, имеющих тонкий опорный слой из аморфного полиэтилентерефталата, прикрепленного к пористой спеченной .подложке, находящейся на стальной опоре, температуру опорного слоя можно повысить до 200 С с незначительным превращением или совсем без превращения полиэтилентерефталата из аморфной формы в поликристаллическую.

Несколько методов практического осуществления изобретения описаны в примерах.

Пример I. На стальную полосу наносят клей на основе эпоксидной смолы и сверху на вальцах полосу ориентированного полиэтилентерефталата. Клей после этого отверждают нагреванием двухслойной полосы при температуре 120 С. Подходящей полосой полиэтилентерефталата служит полоса под торговым названием «мелинекс», подходящий клей содержит эпоксидную смолу «аральдит 105», смешанную с «отвердителем 953», причем эпоксидную смолу и агент отверждения употребляют в равных количествах. Подходящими полосами полиэтилентерефталата могут быть полосы типа «майлар».

Улучшенной прочности сцепления между полиэтилентерефталатом и стальной полосой можно достигнуть дробеструйной обработкой соответствующих поверхностей стали и полиэтилентерефталата. Прочность сцепления, кро5

65 ме того, улучшается путем обработки той поверхности полосы полиэтилентерефталата, которая обработана на дробеструйном аппарате фенолом до приклеивания полосы полиэтилентерефталата к стальной .полосе. Эта обработка состоит в пропускании полосы, нагретой до температуры около 100 С под пористым роликом, предварительно пропитанным фенолом. Пористый ролик можно пропитывать выдерживанием в расплавленном феноле с т. пл. 41 С с последующим охлаждением для перевода поглощенного фенола в твердое состояние.

Пример 2. В одном из методов получения многослойного материала для опорных подшипников, в котором слой полпэтплентерефталата находится в аморфной форме, на поверхность стальной полосы, наносят слой бронзовой пудры (от — 66 до +100 меш) толщиной 0,381 лл и подвергают спеканию. Биметаллическую полосу после этого нагревают до

300"С и затем пропускают вместе с наложенной на нее полосой полиэтилентерефталата толщиной 0,508 мм между валками вальцев, причем полиэтилентерефталат полосы находится в аморфной форме. Зазор между валками регулируют таким образом, чтобы при прохождении сквозь него полпэтилентерефталат вдавливался в поры нагретого слоя спеченной бронзы и практически полностью пропитывал спеченную бронзу при толщине верхнего слоя полпэтилентерефталата 0,254 л ль

Этот слой располагается поверх внешней поверхности бронзы. Немедленно после вальцеванпя материал для опорных подшипников закаливают путем опрыскивания водой.

Пример 3. Пленку аморфного полиэтилентерефталата накладывают поверх слоя меди, нанесенной гальваническим способом на стальную опору, пленку и стальной лист с медным покрытием нагревают до 280 C в восстановительной атмосфере. После того как полиэтилентерефталат размягчается, пленку и лист вальцуют для удаления пузырьков газа, находящихся между полиэтилентерефталатом и медным покрытием, п,немедленно после этого подвергают закалке путем опрыскивания водой. Расстояние между валками устанавливают таким образом, чтобы толщина опорного слоя полиэтилентерефталата после вальцевания и закалки составляла примерно 0,508 лл.

Пример 4. Гранулы поликристаллического полиэтилентерефталата помещают на поверхность пористого слоя спеченной бронзы, нанесенной на стальную полосу и весь материал нагревают до 280 С; после этого материал вальцуют. Размягчившиеся гранулы проникают в поры спеченного слоя бронзы, пропитывая по меньшей мере ту часть слоя бронзы, которая находится в непосредственной близости к слою полпэтилентерефталата, причем над поверхностью спеченной бронзы остается сплошной слой полиэтилентерефталата толщиной около 1,27 л л . Полиэтилен235664

Предмет изобретения

Составитель А. Буяновский

Техред А. А, Камышникова

Корректоры: А. Николаева и В. Петрова

Редактор Л. Герасимова

Заказ 775/15 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д, 4

Типография, пр, Сапунова, 2 терефталат опорного слоя находится при этом в поликристалличеокой форме.

Полиэтилентерефталат, используемый для получения опорных подшипников, в приведенных выше примерах может содержать вплоть до 40 об. % наполнителей и, как указано выше, такие наполнители предпочтительно состоят из газовой сажи, медной пудры или порошкообразных окисей одновалентной или двухвалентной меди или медных сплавов. Наполнители можно вводить в полиэтилентерефталат до его нанесения на подложку на смесительных вальцах с валками, нагретыми до температуры выше 260 С. Найдено, что применение наполнителей приводит к повышению предела усталости опорных подшипников в условиях циклических или переменных нагрузок.

1. Материал для изготовления опорных подшипников в виде многослойных листов или полос, состоящих из металлической основы и опорного наружного слоя полимера, отличающийся тем, что опорный слой состоит из полиэтилентерефталата.

5 2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что полиэтилентерефталат приклеивают к металлической основе при помощи клея на основе эпоксидной смолы.

3. Материал по и. 1, отличающийся тем, 10 что полиэтилентерефталат фиксируют на металлической основе через промежуточную подложку, состоящую из меди или сплава, в котором преобладает медь.

4. Материал по п. 1, отличающийся тем, что

15 полиэтилентерефталат фиксируют на металлической основе через промежуточную подложку, состоящую из пористой спеченной бронзы.

5. Материал по пп. 1 — 4, отличающийся

20 тем, что полиэтилентерефталат содержит до

40% (по объему) окиси одновалентной и (или) двухвалентной меди и (или) медного сплава.