[其他]一种含聚四氟乙烯的轴承材料

说明书

本发明涉及滑动轴承，尤其涉及油类润滑轴承。这种轴承在用于如汽车的Mepherson型减震器场合时，必须要有很低的摩擦力，特别是很低的静摩擦（滑动摩擦）。

由于这些场合要求很低的摩擦，一般说来，唯一适用的轴承滑动面材料，其很大部分为聚四氟乙烯（PTFE），因为除了它以外，看来没有一种材料能达到合乎要求的低摩擦范围。但是，单是PTFE，其性能很软，易于弯曲，它的磨损速度高出了容许范围。因而，必须向PTFE轴承面料里添加较硬的材料，以降低磨损，使轴承的使用寿命合乎要求。

如今在这些用途中所用的轴承，由钢质轴瓦和轴承层组成，钢质轴瓦带有多孔的青铜烧结层，轴承层由加填料的PTFE所组成。轴承层填满了烧结层的空隙，并在上面拼成一层约25微米的薄层，应用最广的轴承层制品，是填入20%（按体积计）二硫化铅或二硫化钼的PTFE。

这些通用材料，在润滑油里发生空化的恶劣环境下，会遭到气蚀腐蚀。轴承在如齿轮泵，航空用燃料泵，以及汽车减震器这些用途中，连杆的异常高的速度相对轴承表面运动（大于3米/秒），在这样高的反向速度下，便在现气蚀腐蚀的危险状态。这样的结果，导致含填料的PTFE层，单受润滑油作用，没有摩擦磨耗，从而脱离烧结层。

本发明的目的是提供一种滑动轴承，它的上面有一层较坚固的加填料的PTFE相，这种材料比通用材料机械的完整性更好。

按照本发明，提供的这种滑动轴承，由金属轴瓦，轴瓦上的烧结层，以及烧结层上的轴承层所组成，其中，轴承层是由PTFE同一种低水溶性的离子性氟化物组成。

加入这种氟化物，可以改善轴承材料的机械完整性。这是因为这种氟化物比通用填充剂在化学性质上更容易与PTFE相容，而通用的填充剂并不被PTFE所润湿，因此没有同聚合物粘结。

按照本发明制造的轴承材料制品，能使轴承的抗气蚀腐蚀性大大提高，同时仍保留了通用材料合乎要求的摩擦和磨损性能。

轴瓦以钢质为佳，烧结层最好用锡-青铜或铝-青铜制成。氟化物在PTFE相中宜处于细碎态，其粒径范围为0.01-10微米;最好是0.1-1微米。细亚微米粒径已证明是有利的。在抗气蚀腐蚀性方面，含沉淀氟化钙的制品，此粒径大于1微米磨细的天然氟化钙制品优越。

氟化物的用量按体积计为1-50%，以10～30%，例如20%为佳。氟化物在水中的溶解度宜低于0.05克/100立方厘米（18℃）。水溶解性过大产生的有害影响可能与PTFE中混入填充剂的方法有关，这种方法是用PTFE的水分散液掺混入填充剂的水悬浮液。

最好采用溶解度小的元素周期表ⅡA族金属氟化物作填充剂。适用的氟化物有MgF₂，SrF₂以及CaF₂，其中以CaF₂最佳。溶解度较高的那些氟化物则不宜采用，适用的氟化物可以单独或组合起来使用。轴承材里还可以加入金属铅，不过，氟化物和铅的重量，按体积计不宜超过50%。

本发明还可扩展到上述轴承材制品本身。

本发明能以各种途径加以实施，一些具体内容将用以下实例来说明。

实施例1

用氯化钙水溶液加入氟化钠饱和水溶液沉淀出氟化钙。

分离得到的沉淀物，用离心和过滤方法洗去钠和氯离子，随后干燥，磨细，制成氟化钙。

这种方法可以制成粒径小于1（微米的很细的材料。材料的晶体结构不是典型的萤石结构，更可能是一种无定形凝胶体。它的组成并不完全相当于化学配比的CaF₂。这种组成经水解到某个程度，产生约10%的羟基。

将1.74克这种材料同5千克PTFE充分混和，把混合物混涂在钢带基体上，钢带上预先涂有一层烧结的青铜粉，其粒径小于120目，然后，在360～380℃加热PTFE1-3分钟进行烧结。

由上面的带状物制成轴承衬套，并在Mcpherson减震器装置中作为导引轴衬进行测试。为比较起见，在同一测试装置中，测试两种其它制品的一般合格的轴衬，它们的面层，一种是20%Mos₂填充的PTFE，另一种是20%铅填充的PTFE。在高杆速下运转测试得到的结果示于表1。（见表1）