DE2136601A1

DE2136601A1 - Material zur herstellung eines schmiermittelfreien gleitwerkstoffs und verfahren zu dessen erzeugung

Info

Publication number: DE2136601A1
Application number: DE19712136601
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Dr Rer N Anderko; Werner Dipl Phys Rossteutscher
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1971-07-22
Filing date: 1971-07-22
Publication date: 1973-02-08
Also published as: SE388430B; AT332653B; FR2150700A1; FR2150700B1; GB1371826A; IT962969B; ATA415772A

Description

Material zur Herstellung eines schmiermittelfreien Gleitwerkstoffs und Verfahren zu dessen Erzeugung

Die Erfindung betrifft ein Material zur Herstellung eines schmiermittelfreien Gleitwerkstoffs auf der Basis eines Duroplasts mit eingelagertem gleiterleichternden Füllstoff sowie ein Verfahren zu: dessen Erzeugung,

In der Praxis sind verschiedene schmiermittelfreie Gleitwerkstoffe zumeist auf Plastbasis im Einsatz, wenn z.B_e infolge zunehmender Rationalisierung und Miniaturisierung von Aggregaten die Zufuhr von Schmiermitteln zu Lagerstellen problematisch oder unmöglich ist. In anderen Einsatzgebieten, wie in der Lebensmittel- oder Textilindustrie, kann ein Schmiermittel gleichzeitig die Gefahr einer Verschmutzung des zu verarbeitenden Gutes bedeuten. In der chemischen Industrie ist bei vielen Lagerstellen die Möglichkeit eines Kontaktes mit schmierfilmlösenden Substanzen, wie organischen Lösungsmitteln oder dergleichen, vorhanden. Weiterhin gibt es heute Anwendungen in der Kältetechnik oder Raumfahrt,wie Tiefsttemperaturen, Vakuum oder dergleichen, bei denen die herkömmlichen Schmiermittel völlig versagen. Es handelt sich dabei um echte neue Anwendungsgebiete, bei denen nur schmiermittelfreie, trockenlaufende Lager anwendbar sind. Weitere Vorteile von schmiermittelfreien Gleitwerkstoffen liegen ferner im Erreichen höherer Temperaturgrenzen, bei denen Schmiermittel auf öl- und Fettbasis zum Verdicken, Verharzen und Verkoken neigen und in einem sicheren Lagerbetrieb bei Anwesenheit korrosiver Medien oder aggressiver Atmosphäre,

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Für diesen Zweck hat sich der Einsatz von Duroplasten, die .in vielen Fällen " gleiterleichternde Zusätze enthalten, bewährt«,

So ist aus der DT-PS 1 260 234 ein Gleitwerkstoff bekannt, der aus einer Mischung von 20 bis 70 % eines wärmegehärteten Harzes und 30 bis 80 % Polytetrafluoräthylenpulver mit einer Korngröße von 20 bis 70 um besteht.

Bekannt ist auch ein wartungsfreier Gleitwerkstoff für hochbelastete Gleitlager, bei dem ein aus Kunststoffpulver, r Metallpulver und einem Festkörperschmierstoff bestehendes Gemisch,- in das zusätzlich ein konsistenter bzw. flüssiger Schmierstoff in dispergierter Form eingelagert ist, auf einen metallischen Stützkörper aufgetragen ist. Die Herstellung dieses Gleitwerkstoffes erfolgt so, daß man ein Epoxidharz-Härter-Gemisch 5 bis 10 Minuten bei 20⁰C reagieren läßt, danach den konsistenten bzw« flüssigen Schmierstoff, Festkörperschmierstoff und das Metallpulver als Füllstoffanteil zugibt und mit dem Epoxidharz-Härter-Gemisch intensiv mischt und diese Mischung nach der Verarbeitung aushärtet (DL-PS 60 145).

In der GB-PS 1 068 617 ist ferner ein Gleitwerkstoff beschrieben, der aus einem Gemisch von 18 bis 25 % eines metallischen Füllstoffes,. 20 bis 32 % eines Festkörperschmierstoffes, 14 bis 32 % Polytetrafluoräthylen und 21 bis 39 % eines flüssigen Epoxidharzes besteht_o Das Gemisch wird unterhalb der Sintertemperatur des Polytetrafluoräthylens gehärtet.

Abgesehen davon, daß eine aus den vorgenannten zum Stand der Technik gehörenden Gleitwerkstoffen auf einen metallischen Stützkörper aufgebrachte Gleitschicht spanend bearbeitet werden muß, ist es nicht möglich, dickere Gleitschichten in einem Verfahrensgang herzustellen, da die Trocknung derartiger Gleitschichten, die in flüssiger Form auf den metallischen

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Stützkörper durch Aufstreichen, Aufspritzen oder Tauchen . aufgebracht werden, langsam und bei vergleichsweise dünner Schichtdicke durchgeführt werden muß, wenn die Güte der Gleitschicht beeinträchtigende Blasen, Bindungsfehler und Poren vermieden werden sollen. Das Aufbringen einer vergleichsweisen dicken Gleitschicht in mehreren Verfahrensgängen ist aber ausgesprochen umständlich und zeitraubend. Unter dickeren Gleit schichten werden solche mit einer Dicke ^> 150 um verstanden, wie sie für die Verwendung von Gleitlagern erforderlich sind, um bei einer optimal bemessenen Lebensdauer des Gleitlagers eine ausreichende Verschleißtiefe zu gewährleisten. Bei Herstellung von relativ dicken Gleitschichten aus den zum Stand der Technik gehörenden Gleitwerkstoffen besteht beim Auftragen des flüssigen Gleitwerkstoffs außerdem die Gefahr der Entmischung, so daß es im Bereich der Gleitfläche der Gleitschicht zu einer Verarmung der gleiterleichternden Zusätze kommen kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten Gleitwerkstoffe besteht darin, daß ihre Verarbeitung im Rahmen der Großserienfertigung wegen der dabei in erheblichen Mengen frei werdenden organischen Lösungsmitteln ausgesprochen schwierig ist.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein Material zur Herstellung eines schmiermittelfreien Gleitwerkstoffs auf der Basis eines Duroplasts mit darin,eingelagertem gleiterleichternden Füllstoff zu entwickeln, das in jeder beliebigen Schichtdicke und in einem Verfahrensgang auch bei Großserienfertigung - auf einen metallischen Stützkörper aufgebracht oder zu einem Massivlagerwerkstoff verarbeitet werden kann, ohne daß in beiden Fällen eine Nachbearbeitung erforderlich wäre.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem zu Verbund- oder Massivgleitwerkstoffen verarbeitbaren wirbelsinterfähigen

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Duroplastpulver, dessen einzelne Teilchen den Füllstoff .homogen verteilt enthaltene

Die Korngröße des Duroplastpulvers beträgt 100 bis 300 u, vorzugsweise 150 bis 250 u.

Zweckmäßigerweise beträgt der Füllstoffanteil IO bis 45 vorzugsweise 20 bis 30 Vol.%_f wobei der Füllstoff eine Korngröße von 1 bis 30 u, vorzugsweise 10 bis '25 u, auf v/eist»

Wegen seiner ausgezeichneten Gleiteigenschaften kommt als Füllstoff primär Polytetrafluoräthyien in Betracht, das teilweise, vorzugsweise zu 1 bis 15 Vol.%, insbesondere zu 5 bis 10 Vol.?6, durch einen oder mehrere der Füllstoffe Blei, Bronze, Cadmium, Molybdänsulfid, Graphit oder dergleichen ersetzt sein kann.

Als Duroplast kommen für den genannten Zweck vorzugsweise Epoxidharz oder Polyester zur Anwendung.

Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Materials wird in der Weise durchgeführt, daß ein Pulvergemisch aus einem unvernetzten Duroplast, einem oder mehreren Füllstoffen und einem Härter unterhalb der Vernetzungstemperatur des warmhärtenden Duroplast, z.B. bei 100 bis 150⁰C, plastifiziert, homogenisiert sowie gepreßt wird. Anschließend wird das gepreßte Material auf eine wirbelsinterfähige Korngröße zerkleinert.

Das zerkleinerte Material kann entweder auf einen metallischen Stützkörper, beispielsweise durch Aufschmelzen oder Aufsintern aufgebracht oder durch Pressen und Sintern zu einem Massivgleitwerkstoff verarbeitet werden, Voraussetzung ist in letzterem Falle nur, daß das pulverförmige Material einen vergleichsweise hohen Polytetrafluoräthylen-Gehalt und damit

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eine hohe Schmelzviskosität besitzt»

Zweckmäßigerweise erfolgt das Plastifizieren, Homogenisieren und Pressen durch Extrudieren des genannten Pulvergemisches·

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß beliebig dicke Gleitschichten in einem einzigen Verfahrensgang hergestellt werden können und eine nachträglich spanende Bearbeitung dieser Gleitschicht nicht mehr erforderlich ist. Ferner entstehen bei der Verarbeitung zu Verbundoder Massivgleitwerkstoffen keine schädlichen Lösungsmitteldämpfe. Da die Füllstoffe homogen in den einzelnen Teilchen des Duroplastpulvers verteilt sind und eine Entmischung bei der Verarbeitung des Materials zu einem Gleitwerkstoff nicht erfolgen kann, besitzt der aus dem erfindungsgemäßen Material · hergestellte Gleitwerkstoff einen sehr gleichmäßigen Aufbau und weist somit unabhängig von der Verschleißtiefe gleichbleibende Gleiteigenschaften auf« Die mit dem erfindungs-.gemäßen Material hergestellten Gleitschichten sind aufgrund der homogenen Verteilung der sehr feinkörnigen Füllstoffe gegenüber solchen Gleitschichten, die aus einem Duroplast ohne oder mit grobkörnigen, heterogen verteilten Füllstoffen bestehen, weniger spröde, so daß eine mechanische Verformung des Gleitlagers ohne Zerstörung der Bindung zwischen Gleitwerkstoff und dem metallischen Stützkörper erfolgen kann.

- 6 - ' Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1) Material zur Herstellung eines schmiermittelfreien Gleitwerkstoffs auf der Basis eines Duroplasts mit eingelagertem gleiterleichternden Füllstoff, gekennzeichnet durch ein wirbelsinterfähiges Duroplastpulver, dessen einzelne Teilchen den feinkörnigen Füllstoff homogen verteilt enthalten«

2) Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Duroplastpulver eine Korngröße von 100 bis 300 u, vorzugsweise 150 bis 250 u, besitzt.

3) Material nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füll stoff gehalt 10 bis 45 Vol,%, vorzugsweise 20 bis 30 Vol.%, beträgt_o

4) Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine Korngröße von 1 bis 30 u, vorzugsweise 10 bis 25 u, aufweist.

5) Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus Polytetrafluoräthylen besteht.

6) Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polytetrafluoräthylen zum Teil, vorzugsweise zu 1 bis 15 Vol.%, insbesondere zu 5 bis 10 Vol.%, durch einen oder mehrere der Füllstoffe Blei, Bronze, Cadmium, Molybdänsulfid, Graphit oder dergleichen ersetzt ist.

7) Material nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Duroplast aus Epoxidharz besteht.

8) Material nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Duroplast aus Polyester besteht.

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9) Verfahren zur Herstellung des Materials nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem unvernetzten Duroplast, dem Füllstoff und dem Härter bestehendes Pulvergemisch unterhalb der Vernetzungstemperatur des v/armhärtenden Duroplastes plastifiziert, homogenisiert sowie gepreßt und anschließend das gepreßte Material auf eine wirbelsinterfähige Korngröße zerkleinert wird.

10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Palvergemisch in einem Extruder plastifiziert, homogenisiert und gepreßt wird.

11) Verwendung des Materials nach den Ansprüchen 1 bis 8 zur Herstellung von Verbund- und Massivgleitwerkstoffen,

ORiQlNAL INSPECTED

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