[发明专利]普通轴承材料

说明书

本发明涉及普通轴承材料及其制备方法。

Glacier Metal Company开发了一种非常成功的普通轴承材料。该材料被称作“DU”，主要由具有约20％体积铅填料的聚四氟乙烯组成。该材料形成具有耐磨损表面的表面层，并渗入如黄铜的烧结金属层中，金属层被牢固粘结于钢质背衬上。表面层的聚四氟乙烯赋予其低摩擦力，而铅是材料的干耐磨损性所必需的。DU可用于普通轴衬和止推环中。

希望开发一种性能与DU相当或超过DU的无铅普通轴承材料。已进行了许多努力，但均告失败。这些尝试集中在使用约与铅的比例相同的不同填料来提高强度。认为不能显著降低聚四氟乙烯的比例，因为认为这样会降低其低摩擦力性能，从而降低耐磨损性。此外，向聚四氟乙烯中加入更多的填料是困难的，因为向聚四氟乙烯中混入填料会使其纤丝化，从而使其不能处理，不能使其成功地渗入烧结金属材料中。实际上，涂敷DU时必须小心操作，以防止其纤丝化。

本发明目的是提供具有改进的耐磨损性的无铅普通轴承材料。

本发明提供一种由两种互穿网络形成的普通轴承材料，一种是聚四氟乙烯(PTFE)，另一种是聚亚苯基硫醚(PPS)。

与DU相比，本发明轴承材料大大改进了耐磨损性。与现有的所有无铅DU取代物相比，本发明材料的试验耐磨损性要高出10倍，实际上可达到DU本身的5倍。PPS已被公开可用作普通轴承材料(参见GB No.1,475,295)，其中掺入少量PTFE，以改进低摩擦性。该材料基本上是含有PTFE颗粒的PPS基质，而本发明材料是PPS和PTFE的互穿网络结构。向PTFE中混入至多约20％体积的PPS得到的轴承材料也是已知的。该材料是含有PPS颗粒的PTFE基质。这些材料的耐磨损性达不到本发明材料的。

在本发明材料中，优选PPS的体积百分数为45％-55％，约为50％时达到优异的试验耐磨损性。该材料可以被渗入粘结于背衬板上的烧结金属层中。

本发明材料可按如下所述制备：将PTFE颗粒包封于树脂、如丙烯酸酯树脂中，将该包封颗粒与PPS颗粒混合，加热和加压使材料交联，并使其形成光滑轴承表面。

将PTFE颗粒包封可防止其在混合和涂敷过程中纤丝化，而丙烯酸酯树脂可随后烧掉，不会留下残余物。

为便于混合，在与包封的PTFE混合之前，也可将PPS颗粒包封于树脂、如丙烯酸酯树脂中。

以水分散体的形式更便于将这些颗粒混合。

此外，本发明材料也可按如下所述制备：将PTFE和PPS熔融共混，将共混材料挤出到载体上，例如以条带形式挤出到烧结金属层上，并将挤出材料粘结在载体上，例如通过加热和加压使该材料渗入该金属层中。

下面是一更详细的实施例，用于详细说明本发明。

在该说明性实施例中，用PTFE和PPS的互穿网络结构形成普通轴承材料，它们各占50％体积。

首先，配制包封于丙烯酸酯树脂中的PPS颗粒的水分散体，这在高剪切混合机中将PPS颗粒、水、聚甲基丙烯酸甲酯和常规添加剂(如表面活性剂)混合而制备。

随后，配制包封于丙烯酸酯树脂中的PTFE颗粒的水分散体，这在高剪切混合机中将PTFE颗粒、水、聚甲基丙烯酸甲酯、煤油(作为润滑剂)和常规添加剂(如表面活性剂)混合而制备。

然后，将上述两种水分散体在高剪切混合机中混合，得到含有约为等体积量的包封PPS和PTFE颗粒的水分散体。向其中加入凝聚剂(硫化铝)，并倾析出水。这样得到的湿“泥”被涂到钢质背衬层上的烧结金属层上。将泥压平并使其渗入烧结金属层的间隙。然后，将得到的轴承材料条带加热至干，并烧去丙烯酸酯树脂，在375℃固化。得到具有光滑表面的轴承材料，它含有形成互穿网络结构的交联的等量PPS和PTFE。

用该轴承材料进行耐磨损试验，在试验中测定磨损至预定深度所需的时间(小时)。前述DU材料为680小时，而本发明实施例的材料超过4000小时。