CH418738A - Article auto-lubrifiant et procédé pour sa fabrication - Google Patents

Description

      Article        autolubrifiant    et procédé pour sa     fabrication       L'invention comprend un article     autolubrifiant     et un procédé de fabrication de cet article. Ce der  nier peut être par exemple un support métallique  fritté     auto-lubrifiant.    L'article que comprend l'inven  tion est caractérisé en ce qu'il comprend un métal  fritté dans les     interstices    duquel     se-trouve    du     poly-          tétrafiluoro6thyllène    cireux.

   Son     procédé    de     fabrica-          tion    est caractérisé en ce que l'on mélange intime  ment du     polytétrafluoroéthylène    dégradé avec un  métal finement divisé, en ce que l'on agglomère le  mélange en un     article    conformé, et en ce que l'on       chauffe        ledit    article pendant un temps et à une tem  pérature suffisante pour fritter le composant métal  Tique dudit     article.     



  On peut     chauffer    le     polytétrafluoroéthylène    à une  température comprise entre. 535 et 568  C pendant  une période suffisante     pour    provoquer la dégradation  du     polytétrafluoroéthylèrne    de l'état de gel en un  liquide par refroidissement dudit     polytétrafluoro-          éthylène        thermiquement    dégradé à moins de 3150 C  et     ;le    broyage d'une     telle    matière refroidie en une  poudre fine.  



  Dans ale cas d'un support métallique fritté conte  nant dans ses     interstices    du     polytétrafluoroéthylène,     on obtient un     lubrifiant        utilisable    à des températures  élevées et possédant un faible coefficient de friction  et des     coefficients    de     conductibilité    électrique et ther  mique élevés.  



  Les métaux qui peuvent être utilisés. dans ce pro  cédé sont     particulièrement    ceux qui se frittent à  des     ,températures    relativement basses (par exemple,       au-:dessous    de 5350 C) et qui sont     thermo-conduc-          teurs    et     électro-conducteurs.    Le cuivre et l'argent  sont deux exemples de tels métaux, l'argent étant  spécialement     utilisable.       Le     lubrifiant    polymère est notamment une forme  de     polytétrafluoroéthylène    -     (PTFE)

      généralement  connue sous .le nom de     PTFE         cireux .    La prépa  ration du     PTFE    cireux est décrite ci-dessous et ce  corps, peut être considéré comme une forme     ther-          miquement    dégradée .de     PFTE.        E    se     distingue    du       PTFE    par son point de fusion quelque peu plus net,  mais par ailleurs il est semblable au     PTFE,    en parti  culier en     ce    qui concerne son faible coefficient de  friction.  



  On prépare le     PTFE    dégradé     thermiquement    en  exposant une résine     PTFE    commerciale (par exem  ple le produit     (@Teflon         )    à des températures élevées,  supérieures à     .1a    température de transition du     PTFE,     durant un laps de temps suffisant pour dégrader le       PTFE    d'un état     gélatineux    en un     fluide    mobile.

   Par  exemple, ce     but    est réalisé convenablement en chauf  fant ale     PTFE    entre     535o    C et 8650 C environ pen  dant une période de temps généralement     inférieure     à une demi-heure.  



  II est avantageux d'agiter doucement le     PTFE     pendant sa dégradation     thermique.    Il est     également     important d'effectuer une telle opération dans un  four     parfaitement    ventilé afin de chasser certains  produits de décomposition qui contiennent des com  posés     fluorés        indésirables.     



  Après la dégradation du     PTFE    en un     liquide,    on       peut    le     refroidir    à     ila    température ambiante. Cette  matière peut être un tant soit peu colorée en gris       sale,    probablement en raison de la présence de ma  tière charbonneuse libre. Dans cette matière, sont  aussi présentes . certaines matières polymères à bas  point     d'ébullition    qui, de préférence, seront     volati-          Rsées    par évaporation.

   En conséquence, dans le pro-      cédé décrit, le     PTFE    dégradé     thermiquement    est  broyé pour     obvenir    une grosseur de     :particules    con  venable et     glacé        -dans    un. four à     température    élevée  (par exemple environ 315-425  C)     afin        d'oxyder     toute     matière    charbonneuse libre et de volatiliser  toutes les matières dé bas point     d'ébülhtion-    qu'il       contient.    On dénomme :cette opération      stabilisation     par chauffage .

   Le     déroulement    de cette     stabilisation     par, chauffage peut être observé     visiblement    car le       PTFE    dégradé     thermiquement    passe d'une coloration  gris sale à un blanc presque pur.

   D'autre part, au       lieu    de refroidir le     PTFE        thermiquement    dégradé  à la température ordinaire, de le moudre et de le  réchauffer, on peut     -refroidir.    la matière dégradée  des - températures de     dégradation    à     environ        315 -          4250        :C    et la     maintenir    suffisamment :longtemps à ces  températures pour     stabiliser    par     chauffage    cette ma  tière.  



  Le     PTFE    cireux ainsi préparé possède un point  de fusion     comparativement    net entre     3100    et     315o    C       environ.        Au-,dessous    de cette     ,température    le     PTFE          cireux    se présente à la vue et au toucher -comme une       cire    dure et     au-dessus    de     cette    température, il se  change brusquement-- en un fluide d'assez faible vis  cosité.  



  En raison de sa     faible    viscosité, le     PTFE    cireux  est     capable    de     couler    dans les interstices d'un article       métagique    à des     :températures    supérieures à son  point de fusion.

   En ce qui concerne d'opération du  frittage décrite ci-dessous, cette faible viscosité per  met le frittage sans élévation de pression de l'article  non fritté et     ainsi    l'a structure     interne    de l'article non  fritté n'est pas détruite     (comme    ce serait<B>le</B> cas si  on     utilisait   <B>dû</B>     PTFE)    bien que les températures de  frittage dépassent considérablement la température  de     transition    du     PTFE        cireux.    Aussi, en ce qui     con-          cerne        cette    faible viscosité,

   le     PTFE    peut suinter de       1'article-métallique    à de hautes -températures et sous  pression.     Comme    tel, le     PTFE    cireux sert en tant  que     dubrifiant    temporaire,     étant        libéré    sur Ses sur  faces supports comme on le désire, parles pressions  et des     températures    imposées de- l'opération.  



  <I>Exemple</I>  On prépare le     PTFE    cireux en chargeant un  plateau     d'évaporation    avec environ 200g de     PTFE.     On le-     place        dans    un four - électrique et élève la  température aux environs de     590     C durant vingt       minutes        environ.    Pendant ce     temps;        @on    agite de       temps    en temps la     matière    et on     ventile        continuelle-          ment    le four:

   Au bout de     vingt        minutes,    la structure  d'aspect gélatineux du     PTFE    a     disparu    et celui-ci se       présente    comme un liquide. On     sort    .du four le réci  pient d'évaporation contenant le     PTFË    dégradé et  on     1e_    laisse     refroidir    à la température ambiante.

         Cette        matière    est ensuite broyée dans un mélangeur  de façon     qu'elle    passe-- au travers d'un tamis d'une       finesse    de 1,2     maille    par     cm2    (soit     environ    8     mesh)     et est ensuite pulvérisée en fine couche et chauffée  à 3800 C pendant     environ    3 heures. Pendant cette         stabilisation    par     chauffage,    le     PTFE    .cireux passe  d'une     coloration    gris sale à une couleur blanc pur.  



  Après     cette    stabilisation par chauffage, le     PTFE     est refroidi à température     ambiante    et haché dans  un     mélangeur    et ensuite broyé pour le réduire de  manière à ce qu'il passe à travers     un    tamis d'une  finesse de 12,40     mailles    par     cm2    (soit environ:

   80       mesh).    On lui     ajoute    de     l'argent    finement     divisé     (50,48     mailles    par     cm2,    soit environ 325     mesh)    et  de l'oxyde de     cadmium    finement divisé (50,48     mailles     par     cm2,    soit     environ    325     mesh),    ce dernier étant un  additif connu pour durcir l'argent.

   Les proportions  des composants à ajouter .sont les suivantes  
EMI0002.0124     
  
    Matière <SEP> Poids <SEP> Pourcentage <SEP> en <SEP> volume
<tb>  Argent <SEP> 10,59 <SEP> g <SEP> 79,5
<tb>  PTFE <SEP> cireux <SEP> 2,2 <SEP> g <SEP> 9,6
<tb>  Oxyde <SEP> de <SEP> cadmium <SEP> 8,5 <SEP> g <SEP> 10;

  9       Ce mélange est     ensuite    chargé dans un moulin à       galets    et moulu     .pendant    3 heures-     environ    en utilisant  une charge- de 225 g de     galets.    Après     cette    période  de 3 heures, cette matière- est passée à travers un       tamis    d'une finesse de 50,48 mailles par     cm2    (soit  environ 325     mesh).    On presse des lingots de     cette     matière de 6,35     m/,m    de     diamètre    et 6,65     m/m    de  ,longueur.

   On effectue la .compression sous une pres  sion de 3,95     tonnes/cm2.    Les     lingots    non     frittés    ainsi  préparés sont frittés     pendant    deux heures -à     3850    C.  



       Les        échantillons    ainsi préparés se trouvent possé  der     d'excellentes        caractéristiques        comme    supports, le       coefficient    de     friction    étant faible et les     cônducti-          bilités    thermique et     électrique    élevées.  



  Outre les     structures-supports,    les     articles    préparés  suivant le présent procédé peuvent être aussi em  ployés     comme    contacts électriques, tels que collec  teurs pour moteurs et générateurs, appareils pour  le contrôle électrique, tops que interrupteurs, régula  teurs de tension et contrôleurs de moteurs.

   En plus  de leur faible     coefficient    .de friction et- de     leurs    bonnes  propriétés     électriques,    on a trouvé que les articles       métalliques    enrobés de     PTFE    sont moins sujets à       R'érosion    par l'arc dans !les appareils de contact élec  triques probablement en raison d'un écran protecteur  de     PTFE.    Aussi, les supports faits selon la pré  sente invention sont -particulièrement appropriés pour  une application spatiale et à haute altitude.

   On a  trouvé que de nombreux     lubrifiants    n'agissent pas       efficacement    à moins qu'une     centaine        quantité     d'humidité ne soit retenue     sur        ,la    surface. C'est pour  quoi quand au-dessus de l'atmosphère terrestre, des  lubrifiants solides     usuels,        tds    que le     graphite,    ne  peuvent     plus    fournir une     bonne        lubrification,    le       PTFE    cireux n'est pas     soumis    à cet inconvénient.  



  On .doit     mentionner    que les     températures    de frit  toge notées ici sont considérablement     inférieures    à  celles communément utilisées pour les métaux     frittés         et la     résistance        -limite    qui peut être obtenue par       chauffage    de métaux pulvérisés à de hautes tem  pératures de frittage n'est pas atteinte.     Néanmoins,     les températures de frittage .sont suffisamment élevées  pour obtenir :un article épais     utilisable    et pour assu  rer un     frittage    du métal en .phase continue.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Article autolubrifiant, caractérisé en ce qu'il comprend un métal fritté .dans les interstices du quel se trouve du polytétrafluoroéthylène cireux. II. Procédé :

   de fabrication de l'article selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on .mélange intimement du polytétrafluoroéthylène dégradé avec un métal finement divisé, en ce que l'on agglomère le mélange en un article conformé, et en ce que l'on chauffe ledit article pendant un temps et à une température suffisante pour fritter le composant mé tallique dudit article. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Article selon ila revendication I, caractérisé en ce que le métal a une température de frittage in férieure à 5350 C à la pression atmosphérique, les particules métalliques passant à travers un tamis de 130 mailles/cm. 2. Article selon la revendication I, caractérisé en ce que ale métal est électro-conducteur et thermo- conducteur. 3.

   Article selon la revendication I, caractérisé en ce que le métaail est du cuivre ou de l'argent. 4. Article selon la revendication I, caractérisé en ce que le métal est de l'argent présent dans des pro- portions comprises entre 75'% et 95 9/o du volume et en ce que le polytétrafluoroéthylène est présent dans

   des proportions comprises entre 5 et 25% du volume. 5. Article selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de l'argent et de l'oxyde de cad mium. 6.

   Article selon la sous-revendication 5, carac térisé en ce que l'oxyde de cadmium est présent dans des proportions comprises entre 5 et 10'% en vo- lume. 7. Article selon la revendication I, caractérisé en ce que le rapport métal polytétrafluoroéthylène est de $/1 en volume. 8.

   Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce que l'on prépare le polytétrafluoroéthylène dé gradé en chauffant du polytétrafluoroéthylène à une température comprise entre 535o et 8670 C pendant une période suffisante pour provoquer la dégradation du polytétrafd:uoroéthylène de son état de gel en un liquide mobile, en refroidissant ledit polytétraiuoro- éthylène thermiquement dégradé à moins de 315 C et en broyant cette matière refroidie en une poudre fine.

   9. Procédé selon la sous-revendication 8, carac térisé en ce que l'on stabilise le polytétrafluoroéthy- lène thermiquement dégradé par chauffage à des températures comprises entre 3151) et 4251, C durant un temps suffisant pour oxyder les matières char bonneuses libres qu'il contient. 10.

   Procédé salon la sous-revendication 9, carac térisé en ce que l'on broye le palytétrafluoroéthylène dégradé et thermiquement stabilisé, à moins de 50,48 mailles par cm2 (soit environ 325 mesh), avant de le mélanger avec ledit métal finement divisé.

   11. Procédé sillon @la revendication II, caractérisé en ce que l'on emploie de ,l'argent comme métal finement divisé et en ce que @la température de frit tage est comprise entre 3150 et 5351, C. 12. Procédé selon la sous-revendication 11, carac térisé en ce que les particules d'argent ont des dimen sions d'au moins 50,48 mailles par cm2 (soit environ 325 mesh).