它方面與第一個(gè)實(shí)施例相同地構(gòu)造。
[0047]圖3顯示了基于PTFE的滑動(dòng)軸承材料的磨損速率與加入的填料硫化鋅與硫酸鋇的 比例的相關(guān)性。ZnS體積份數(shù)以基于兩種填料的體積之和以標(biāo)準(zhǔn)化的方式給出。
[0048]為了研究耐磨損性，ZnS和BaSCk各自的加入量從總填料量的0%變化至100 %。不 存在其它填料。硫化鋅和硫酸鋇的累積的體積份數(shù)始終為滑動(dòng)軸承材料的總體積的30%。 將所述滑動(dòng)軸承材料的樣本分別加工成三層滑動(dòng)軸承層狀復(fù)合物材料，所述三層滑動(dòng)軸承 層狀復(fù)合物材料由1.25mm厚的鋼背襯、0.2mm至0.23mm厚的燒結(jié)青銅和位于其上的0.02mm 至0.05mm厚的滑動(dòng)軸承材料的覆蓋層組成。對(duì)于所述樣本，分別用78mm2的試樣通過(guò)銷(xiāo)輥式 摩擦儀測(cè)量〇. 52m/s和17.5MPa負(fù)載下的磨損速率并且進(jìn)行對(duì)比。
[0049] 圖3的圖表的區(qū)域I為硫化鋅與硫酸鋇的在0.1和15.7之間的體積比例，并且基于 兩種填料的總體積標(biāo)準(zhǔn)化的ZnS含量在0.09和約0.94之間。在該范圍之外，兩側(cè)的磨損速率 分別顯著升高，使得該區(qū)域中的磨損速率完全小于1.3μπι/π?η，并且直接相比于只具有硫化 鋅或只具有硫酸鋇的組合物，磨損速率已經(jīng)降低了約33%。
[0050] 在區(qū)域II中（區(qū)域II是區(qū)域I的一個(gè)部段并且具有硫化鋅與硫酸鋇的在0.8和4.88 之間的體積比例，對(duì)應(yīng)于約0.44至0.83的標(biāo)準(zhǔn)化的ZnS份數(shù)），滑動(dòng)軸承材料的磨損速率為 0.6μπι/π?η或更低，因此僅為只具有硫化鋅的組合物的磨損速率的約一半。
[0051 ] 雖然在0.2和0.4之間的改變的比例下磨損速率幾乎不改變，但在進(jìn)一步升高硫化 鋅份數(shù)時(shí)可以觀察到磨損速率的繼續(xù)降低。因此在區(qū)域III中（其中硫化鋅與硫酸鋇的體積 比例在1.5和3.44之間，標(biāo)準(zhǔn)化的ZnS體積份數(shù)在0.6和0.77之間），存在根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng) 軸承材料的磨損速率的最小值。在整個(gè)區(qū)域III中，磨損速率低于0.5ym/min并且最小為約 0.4μπι/π?η，其相比于已知滑動(dòng)軸承明顯降低至三分之一至五分之一。
[0052]圖4中顯示了磨損速率與作為其它填料28的氧化鐵(III)的含量的相關(guān)性，其中含 氟聚合物(在該情況下為PTFE)占滑動(dòng)軸承材料的體積份數(shù)為70%并且硫化鋅與硫酸鋇的 比例為3.0。這對(duì)應(yīng)于圖3的圖像中的區(qū)域III的上限處的基于硫化鋅和硫酸鋇的總體積標(biāo) 準(zhǔn)化的0.75的硫化鋅含量。因此在不加入氧化鐵（III)時(shí)預(yù)期約0.43ym/min的磨損速率，其 也被證實(shí)是圖4的圖表中的曲線(xiàn)的起點(diǎn)。
[0053]如圖4進(jìn)一步顯示，磨損速率隨著氧化鐵(III) (Fe2O3)的加入進(jìn)一步降低。在實(shí)驗(yàn) 中，以滑動(dòng)軸承材料的總組成計(jì)的Fe2O3的體積份數(shù)升高至9.0體積％，其中在0.5至8.5體 積％的區(qū)域A中已經(jīng)觀察到磨損速率的明顯降低。
[0054] 優(yōu)選的是1至5體積％Fe2〇3的區(qū)域B，其中受試樣本的磨損速率降低至0.22ym/min 的最小值，因此相比于只具有硫化鋅或硫酸鋇的組合物降低至六分之一或九分之一。然而 需要考慮的是，F(xiàn)e2O 3對(duì)反向運(yùn)動(dòng)表面起摩擦作用。雖然這在磨合過(guò)程中在較低程度上是希 望的，但并不是持久的。因此區(qū)域B并非以約3.5體積^Fe 2O3時(shí)的最小值為中心設(shè)置，而是在 5體積％時(shí)已經(jīng)向上走向。
[0055]出于相同的原因，1至3體積^Fe2O3的區(qū)域C甚至不包括最小值，而是在磨損速率首 次達(dá)到約〇.23ym/min時(shí)的Fe2O3含量處終止。
[0056] 表1中列出了所選擇的根據(jù)本發(fā)明的組合物的磨損測(cè)試的結(jié)果并且對(duì)比了對(duì)比材 料。根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)軸承材料的組合物如上所述以表中給出的范圍包含PTFE、硫化鋅和 BaSO4以及其它填料。滑動(dòng)軸承層狀復(fù)合材料的構(gòu)造與上述相同。這也適用于對(duì)比材料。最 后，用于確定磨損速率（"wear rate"）的試驗(yàn)條件也與上述相同。還確定了摩擦系數(shù) ("friction"）。
[0057] 表 1
[0059]續(xù)表 1
[0061] 首先需要指出的是，對(duì)比材料（"Comp A"至"Comp F"）和根據(jù)本發(fā)明的材料（"Γ至 "25"）在摩擦系數(shù)方面不具有明顯區(qū)別。但是在一些實(shí)施例情況中，如序號(hào)18、19和20,可以 發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)的降低。然而這歸因于固體潤(rùn)滑劑的加入。
[0062] 相反，表中的實(shí)施例1至3已經(jīng)證明，在硫化鋅與硫酸鋇的要求保護(hù)的比例范圍中， 磨損速率相比于對(duì)比實(shí)施例中可實(shí)現(xiàn)的磨損速率明顯降低。這也明顯適用于具有更高的總 填料含量的組合物，正如實(shí)施例2和3與對(duì)比實(shí)施例E的對(duì)比所示。對(duì)此，其它填料(除氧化鐵 (Ill))的加入量也不變化，正如實(shí)施例1至3與實(shí)施例10至13的對(duì)比所示。
[0063]然而當(dāng)加入填料Fe2O3時(shí)發(fā)現(xiàn)磨損速率的降低，如與不具有Fe2O 3的實(shí)施例1至3相 比的具有Fe2O3的實(shí)施例5至8或者具有其它填料的連同具有Fe2O 3和不具有Fe2O3的所有實(shí)施 例所示。
[0064]還測(cè)試了具有32體積％ZnS和68體積^BaSO4的鋅鋇白的作用。銷(xiāo)輥式試驗(yàn)臺(tái)的相 應(yīng)結(jié)果在表1中作為實(shí)施例4、9、16、17、20、23、25列出。顯然，為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的效果也 可以使用這種特別均勻的混合物。
[0065]實(shí)施例10-17說(shuō)明了加入高溫?zé)崴苄运芰献鳛槠渌盍系挠绊?，?shí)施例18-20說(shuō)明 了固體潤(rùn)滑劑的影響，實(shí)施例21 - 2 3說(shuō)明了纖維的影響。在實(shí)施例2 4和2 5中，加入氮化硅 (Si3N4)作為硬質(zhì)材料，其中還使用固體潤(rùn)滑劑，從而抵抗對(duì)摩擦系數(shù)的負(fù)面影響和反向運(yùn) 動(dòng)表面的磨損。
[0066] 正如已經(jīng)解釋的，含氟熱塑性塑料、BaS〇4、ZnS和任選Fe2O3和其它填料的混合物也 可以嵌入熱塑性塑料材料的基質(zhì)中，所述基質(zhì)以整個(gè)復(fù)合材料體積計(jì)的體積份數(shù)在60和 95%之間，優(yōu)選在65和80%之間。所述混合物不僅可以以實(shí)心塑料的形式也可以以層狀復(fù) 合材料的形式在金屬載體(例如鋼或具有多孔青銅燒結(jié)層的鋼)上加工成滑動(dòng)元件。
[0067]為此，以體積％計(jì)的示例性組成為：
[0080]下文示例性地解釋滑動(dòng)軸承材料的制備：可以通過(guò)PTFE分散體進(jìn)行制備，所述 PTFE分散體混合了硫化鋅和硫酸鋇和任選的其它填料，使其在之后引起的凝結(jié)時(shí)造成均勻 分布。由此產(chǎn)生糊狀物料，所述糊狀物料具有之后的涂布過(guò)程所需的性能，其中在涂布之前 還必須除去溢出的液體。
[0081 ]例如劇烈攪拌12L水、25g月桂基硫酸鈉、6.3kg硫化鋅和3. Okg硫酸鋇20分鐘的時(shí) 間，然后加入36kg 30%的PTFE分散體。繼續(xù)攪拌2分鐘之后補(bǔ)充100g 20%的硝酸鋁溶液， 進(jìn)行凝結(jié)之后補(bǔ)充IL甲苯并且繼續(xù)攪拌3分鐘。
[0082] 附圖標(biāo)記列表 [0083] IO1UO2滑動(dòng)軸承層狀復(fù)合材料 [0084] 12金屬背襯
[0085] 14多孔層
[0086] 16滑動(dòng)軸承材料
[0087] 18 硫化鋅(ZnS)
[0088] 20 硫酸鋇（BaSCk)
[0089] 28其它填料
[0090] 30滑動(dòng)層
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 滑動(dòng)軸承材料（16)，所述滑動(dòng)軸承材料（16)具有50至85體積％的作為基礎(chǔ)材料的含 氟聚合物并且具有填料，所述填料包含硫化鋅(18)和硫酸鋇(20)和任選的以總填料含量計(jì) 至多40體積％的其它填料(28 )，其中硫化鋅（18)與硫酸鋇(20)的體積比例在0.1和15.7之 間，優(yōu)選在〇. 8和4.88之間，特別優(yōu)選在1.5和3.44之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)軸承材料（16)，其特征在于，硫化鋅（18)和硫酸鋇(20)以 平均粒度為5μηι或更小，特別是Ιμπι或更小的粉末形式存在。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滑動(dòng)軸承材料（16)，其特征在于，硫化鋅成分和硫酸鋇成 分以鋅鋇白形式存在。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承材料（16)，其特征在于，其它填料(28)以 總填料含量的2至20體積％的份數(shù)存在。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承材料（16)，其特征在于，其它填料(28)選 自熱固性塑料；高溫?zé)崴苄运芰侠缇埘啺?、聚酰胺酰亞胺、PEEK、PPS0 2、PPS、全芳族或 部分芳族的聚酰胺或聚酯或其混合物;固體潤(rùn)滑劑例如石墨、金屬硫化物或六方氮化硼;顏 料例如焦炭或氧化鐵;纖維材料例如石墨短纖維或芳綸纖維;和硬質(zhì)材料例如碳化硼或氮 化娃。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承材料（16)，其特征在于，以滑動(dòng)軸承材料 的總組成計(jì)，其它填料(28)包含0.5至8.5體積％，優(yōu)選1至5體積％，特別優(yōu)選1至3體積％的 氧化鐵(III)。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承材料（16)，其特征在于，含氟聚合物為 PTFE 或 PTFE 與 PFA、MFA、FEP、ETFE、PCTFE 或 PVDF 的混合物。8. 滑動(dòng)軸承復(fù)合材料，其特征在于，向機(jī)械穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)中嵌入根據(jù)前述權(quán)利要求任一 項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承材料(16)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑動(dòng)軸承復(fù)合材料，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)由塑料基質(zhì)形成， 以整個(gè)復(fù)合材料的體積計(jì)，所述塑料基質(zhì)的體積份數(shù)在60和95 %之間，優(yōu)選在65和80 %之 間。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的滑動(dòng)軸承復(fù)合材料，其特征在于，塑料基質(zhì)具有一種或多種 選自PPS、ΡΡΑ、PVDF、PSU、PESU、PE I、PEEK、ΡΑΙ或ΡI的熱固性塑料或熱塑性塑料。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑動(dòng)軸承復(fù)合材料，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)由金屬織物或金 屬板網(wǎng)形成。12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑動(dòng)軸承復(fù)合材料，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)由浸漬了滑動(dòng)軸 承材料的燒結(jié)基質(zhì)形成。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的滑動(dòng)軸承復(fù)合材料，其特征在于，燒結(jié)基質(zhì)具有15至50%的 孔體積，其中孔被滑動(dòng)軸承材料填充。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的滑動(dòng)軸承復(fù)合材料，其特征在于，燒結(jié)基質(zhì)被滑動(dòng)軸承材料 的覆蓋層覆蓋，所述覆蓋層具有至多1 50mi，優(yōu)選5至40μπι的厚度。15. 根據(jù)權(quán)利要求12至14任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承復(fù)合材料，其特征在于，燒結(jié)基質(zhì)由具 有5至15重量％錫的青銅組成。16. 具有金屬背襯的滑動(dòng)軸承層狀復(fù)合材料，在所述金屬背襯上設(shè)置有根據(jù)權(quán)利要求8 至15任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承復(fù)合材料。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及滑動(dòng)軸承材料(16)，所述滑動(dòng)軸承材料(16)具有50至85體積％的作為基礎(chǔ)材料的含氟聚合物并且還具有填料，所述填料包含硫化鋅(18)和硫酸鋇(20)和任選的以總填料含量計(jì)至多40體積％的其它填料(28)，其中硫化鋅(18)與硫酸鋇(20)的體積比例在0.1和15.7之間，優(yōu)選在0.8和4.88之間，特別優(yōu)選在1.5和3.44之間。所述滑動(dòng)軸承材料(16)可以嵌入機(jī)械穩(wěn)定的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中。滑動(dòng)軸承材料(16)特別用在具有設(shè)置所述復(fù)合材料的金屬背襯的層狀復(fù)合材料中。
【IPC分類(lèi)】F16C33/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105637244
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480057119
【發(fā)明人】A·亞當(dāng), N·菲艾契哈科爾
【申請(qǐng)人】聯(lián)合莫古爾威斯巴登有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年12月22日
【公告號(hào)】CA2927128A1, DE102013227187A1, WO2015097158A1