CN103270327A - 用于衬套的粘性膜 - Google Patents

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Abstract

一个衬套可以包括具有第一主要表面、覆盖在该第一主表面的粘性膜、以及覆盖在粘性膜上的摩擦减小层的载荷支承基底。一种方法可以包含挤出粘性膜，层压摩擦减小层到载荷支承基底上，该粘性膜位于其间，以形成复合物，并且将该复合物成形以形成衬套。该粘性膜可以包括诸如第一粘性层和氟聚合物层。该粘性层可以包括改性的乙烯-四氟乙烯，并且该氟聚合物层可以包括乙烯-四氟乙烯。

Description

用于衬套的粘性膜
技术领域
本披露总体上涉及衬套，并且更精确地涉及一种用于衬套的粘性膜。
背景技术
由载荷支承基底与摩擦减小层覆盖层组成的滑动轴承复合材料通常是已知的。
滑动轴承复合物可以用于形成多种轴承，例如像汽车行业使用的滑动轴承衬套。这样的滑动轴承衬套可以用于门、机罩、和发动机室铰链、座椅、转向柱、飞轮、平衡器轴承，等等。此外，从滑动轴承复合材料形成的滑动轴承衬套也能用于非汽车应用。
增强载荷支承基底与摩擦减小层之间附着力的一个方法是，对该载荷支承基底进行表面处理，诸如铬酸盐或铬酸处理的磷酸盐。然而，表面处理可能包括使用有毒化合物，诸如含六价铬离子。因此，对不依赖表面处理（诸如铬酸盐）的改进的轴承有持续需求。
发明的披露
在一个示例性实施例中，一个衬套可以包括具有一个第一主要表面、一个覆盖在该第一主要表面上的粘性膜、和一个覆盖在该粘性层上的摩擦减小层的载荷支承基底。粘性膜可以包括粘性层和氟聚合物层。
在另一个示例性实施例中，一种复合物可以包括具有一个第一主要表面、一个覆盖在该第一主要表面上的粘性膜、和一个覆盖在该粘性层上的摩擦减小层的金属基底。该粘性膜可以包括粘性层和氟聚合物层。该粘性层可以具有不大于约7.5密耳的厚度。
在又一个实施方案中，一种方法可以包含挤出一个包括粘性层和氟聚合物层的粘性膜。该方法可以进一步包含层压一个摩擦减小层到载荷支承基底，其间有粘性膜，以形成复合物，并且成形该复合物以形成衬套。
附图简要说明
通过参考附图可以更好地理解本披露，并且使它的众多特征和优点对本领域的普通技术人员而言变得清楚。
图1和图2包括示例性的衬套的层状结构的图示。
图3包括衬套的不同实施例的图示。
图4、图5和图6包括示例性的铰链的图示。
图7包括一个示例性的自行车车头碗组（headset）的图示。
在不同的绘图中使用相同的参考符号指示相似或相同的物件。
优选的实施例的详细说明
在一个示例性实施例中，一个轴套可以包括具有一个第一主要表面、一个覆盖在该第一主要表面上的粘性膜、和一个覆盖在该粘性层上的摩擦减小层的载荷支承基底。粘性膜可以包括一个第一粘性层和一个氟聚合物层。在一个具体的实施例中，该粘性膜可以包括一个第二粘性层，在两层粘性层之间有氟聚合物层。该衬套可以在两个组件之间提供滑动接合并且减低两个组件的表面磨损。
图1示出了一个截面，该截面展示了通常指定为100的一种减振衬套的各层。轴衬100可以包括一个载荷支承基底102。该载荷支承基底102可以是一种金属支持层。该金属支撑层可以包括一种金属或金属合金，诸如钢，包括碳钢、弹簧钢以及类似物，铁、铝、锌、铜、镁、或它们的任何组合。在一个具体的实施例中，载荷支承基底102可以包括不锈钢。另外，载荷支承基底可以大体上不含铬酸盐。摩擦减小层104可以应用于有粘性膜106的载荷支承基底102。该摩擦减小层104可以包括聚合物。可以在摩擦减小层104中使用的聚合物的实例包括：氟聚合物、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）、聚乙烯、聚砜、聚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚（PPS）、聚氨酯、聚酯、或它们的任何组合。氟聚合物的实例可以包括聚四氟乙烯（PTFE）、氟化乙丙烯（FEP）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚氯三氟乙烯（PCTFE）、乙烯氯三氟乙烯（ECTFE）、全氟烷氧基聚合物（PFA）、或者它们的任何组合。在一个具体的实施例中，摩擦减小层104可以包括PTFE，诸如铸件、挤出的糊料、或削薄的PTFE。在一个实施例中，该摩擦减小层104可以具有的摩擦系数为不大于约0.4、例如不大于约0.2、甚至不大于约0.15。
另外，摩擦减小层104可以包括填充剂类，如一种减小摩擦的填充剂。可以在摩擦减小层102中使用的填充剂的实例包括：玻璃纤维、碳纤维、硅、石墨、PEEK、二硫化钼、芳香族聚酯、碳颗粒、青铜、氟聚合物、热塑性填充剂、碳化硅、氧化铝、聚酰胺酰亚胺（PAI）、PPS、聚苯砜（PPSO2）、包括液晶聚合物（LCP）的芳香族聚酯、以及矿物颗粒如硅灰石和硫酸钡，或它们的任何组合。LCP是一种在液相中时能够形成高度定向的区域的部分定向的芳香族聚酯。填充剂可以处于珠粒、纤维、粉末、丝网或它们的任何组合的形式。
粘性膜106可以包括一个粘性层108和一个氟聚合物层110。在一个具体的实施例中，粘性膜104可以与载荷支承基底102直接接触。
粘性层108可以包括一种改性的氟聚合物。改性的氟聚合物可以包括官能团，诸如：羰基官能团、羧酸酐官能团、羧基卤化物官能团、酯基官能团、碳酸官能团、环氧基官能团、硫酸酯官能团、磷酸酯官能团、酰胺官能团、甲硅烷基官能团，或它们的任何组合。在一个具体的实施例中，官能团可以包括马来酸酐、丙烯酸、或其他合适的材料。附加地，氟聚合物层110可以包括可熔融处理的氟聚合物，诸如ETFE、乙烯氟化乙烯-丙烯（EFEP）三聚物、聚氯三氟乙烯（PCTFE）、乙烯氯三氟乙烯（ECTFE），或它们的任何组合。在一个实施例中，粘性层108的聚合物可以是氟聚合物层110中的氟聚合物的改性的变体。例如，氟聚合物层110可以包括ETFE并且粘性层108可以包括改性的ETFE，诸如马来酸酐改性的ETFE或其他的改性的ETFE。
在一个实施例中，粘性膜106可以具有约25微米至约75微米的一个厚度，诸如约30微米至约50微米。另外，第一粘性层可以具有约1微米至约7.5微米的一个厚度，诸如约1.5微米至约5微米。另外，氟聚合物层可以具有约20微米至约70微米的一个厚度，诸如约24微米至约45微米。粘性层108的厚度和氟聚合物层110的厚度的比，可以不小于约1:20，诸如不小于约1:15，不小于约1:10。在一个具体的实施例中，该粘性层的厚度和该氟聚合物层的厚度的比，可以是不大于1:2，诸如不大于1:4。
在图2中图示的一个替代性实施例中，粘性层104可以包括一个第二粘性层110。氟聚合物层106可以位于粘性层106和110之间。在一个实施例中，每一个粘性层的厚度可以大体上相同，并且每一个粘性层和氟聚合物层的比，可以不小于5:90，诸如不小于7.5:85，甚至不小于10:80。
转向形成衬套的方法，可以通过共挤出一个粘性层和一个氟聚合物层来形成粘性膜。共挤出粘性层和氟聚合物层可以包括挤出到一个铸造滚筒之上。
摩擦减小层，诸如削薄的氟聚合物，可以层压到有粘性膜的载荷支承基底上，以形成在摩擦减小层和载荷支承基底之间具有粘性膜的叠层材料片。在一个具体的实施例中，可以蚀刻摩擦减小层的表面以增强摩擦减小层和粘性膜之间的结合。该叠层材料片可以被切割成可形成衬套的条带或毛坯。这些毛坯可以形成该衬套，例如通过对叠层材料进行轧制和卷缘以形成一个具有所希望形状的半成品衬套。
在一个实施例中，该衬套可以具有一个圆柱形的部分。在另一个实施例中，该衬套可以具有一个圆锥形状。此外，该衬套可以在一个或多个末端上具有凸缘化的部分。此外，该摩擦减小层可以位于该衬套的内表面或该衬套的外表面上。
图3A到3F图示了多个可以从这些毛坯形成的衬套形状。图3A图示了可以通过轧制形成的圆柱体衬套。图3B图示了可以通过轧制和凸缘化形成的凸缘衬套。图3C图示了可以通过轧制一个锥形部分并且凸缘加工一个末端来形成的具有一个锥形圆柱体部分的凸缘衬套。图3D图示了一个安装在外壳中的凸缘衬套，一个轴销被安装贯穿该凸缘衬套。图3E图示了一个安装在外壳中的两面凸缘衬套，一个轴销被安装贯穿该两面凸缘衬套。图3F图示了一个可以使用冲压和冷深冲压工艺而不是轧制和凸缘加工成型的L型衬套。
在一个具体的实例中，该衬套可以用于铰链中。例如，图4和图5展示了一个示例性的铰链400，例如汽车门铰链、机罩铰链、发动机舱铰链、等等。铰链400可包括一个内铰链部分402以及一个外铰链部分404。铰链部分402和404可以通过铆钉406和408以及衬套410和412而连接在一起。衬套410和412可以是振动阻尼衬套，如先前描述的。图5图示了铰链400的一个截面，展示了铆钉408和衬套412的更多细节。
图6展示了另一个示例性的铰链600，例如汽车门铰链、机罩铰链、发动机舱铰链、等等。铰链600可以包括由一个销钉606和衬套608连接的一个第一铰链部分602以及一个第二铰链部分604。衬套608可以是一个振动阻尼衬套，如之前描述的。
在另一个实例中，该衬套可以用于车头碗组中。例如，图7展示了用于两轮车辆，例如自行车，的示例性车头碗组700。一个转向管702可以插入穿过一个头管704。衬套706和708可以置于该转向管702与头管704之间以保持对齐并且防止该转向管702与该车头管704之间的接触。此外，密封件710和712可以防止污垢以及其他颗粒物质污染该衬套的滑动表面。
以上衬套的具体实施例提供有利的技术特征。特别是，申请人使用粘性膜和改性的聚合物粘合剂，诸如改性的ETFE，可以造成摩擦减小层和载荷支承基底之间提高的附着力，而不需要使用包括铬酸盐或铬酸的表面处理。其结果是，可以降低衬套制造对环境的影响，并且降低处理有毒化学品的成本。
应注意，不是所有的以上在整个说明或实例中描述的活动都是必需的，特定活动的一部分可以不是必需的，并且除了描述的那些之外还可以进行一种或多种另外的活动。仍进一步地，将这些活动列出所依照的顺序并不必须是进行它们的顺序。
在以上的说明书中，已经关于多个具体的实施例对这些概念进行了说明。然而，本领域的普通技术人员应理解，在不脱离如在以下的权利要求书中所提出的本发明范围的情况下，能够做出不同的修改和变化。因此，应该在一种说明性的而非一种限制性的意义上看待本说明书和附图，并且所有此类修改均旨在包括于本发明的范围之内。
如本文中所用，术语“包含”、“包含了”、“包括”、“包括了”、“具有”、“具有的”，或它们的其他变化，旨在涵盖非专属的内含物。例如，包括一列特征的一种工艺、方法、物品或器具不一定仅限于那些特征，而是可以包括对于这种工艺、方法、物品或器具没有明确列出或固有的其他特征。此外，除明确规定相反的情形外，或摂是指包容性的-或，不是排他性的-或。例如，条件A或B符合以下任一项：A是真（或存在）并且B是假（或不存在），A是假（或不存在）并且B是真（或存在），以及A和B两者都是真（或存在）。
另外，使用“一个/一种（a/an）”来描述本文中所述的元件及部件。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一种概括性意义。这种描述应该被解读为包含一个（种）或至少一个（种），并且单数还包括复数，除非它明显另有所指。
在以上已经相对于具体实施例描述了益处、其他优点、以及问题解决方案。但是，这些益处、优点、问题解决方案、以及可以导致任意益处、优点、或解决方案出现或变得更显著的任意一种或多种特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键性的、必需的、或必要的特征。
在阅读该说明书后，本领域技术人员将理解，某些特征，为了清楚起见，在此描述在单独的实施例的上下文中，也可以在单个实施例中组合提供。相反的，不同的特征，为简便起见，描述在单个实施例的上下文中，也可以单独提供或以任何变形组合提供。另外，对规定范围值的引用包括该范围内的每一个值。

Claims (79)

1.一种衬套，包括：
一个具有第一主表面的载荷支承基底；
一个覆盖在该第一主表面上的粘性膜，并且该粘性膜包含了一个第一粘性层和一个氟聚合物层；以及
一个覆盖在该粘性层上的摩擦减小层。
2.如权利要求1所述的衬套，其中该粘性层包括改性的乙烯-四氟乙烯。
3.如权利要求2所述的衬套，其中该改性的乙烯-四氟乙烯包括马来酸酐。
4.如权利要求1所述的衬套，其中该氟聚合物层包括乙烯-四氟乙烯。
5.如权利要求1所述的衬套，其中该氟聚合物层包括一种氟聚合物，并且该粘性层包括该氟聚合物的改性形式。
6.如权利要求1所述的衬套，其中该粘性膜具有约25微米至约75微米的一个厚度。
7.如权利要求6所述的衬套，其中该粘性膜具有约30微米至约50微米的一个厚度。
8.如权利要求1所述的衬套，其中该第一粘性层具有约1微米至约7.5微米的一个厚度。
9.如权利要求8所述的衬套，其中该第一粘性层具有约1.5微米至约5微米的一个厚度。
10.如权利要求1所述的衬套，其中该氟聚合物层具有约20微米至约70微米的一个厚度。
11.如权利要求10所述的衬套，其中该氟聚合物层的厚度是约24微米至约45微米。
12.如权利要求1所述的衬套，其中该第一粘性层和该氟聚合物层的厚度比不小于1:20。
13.如权利要求12所述的衬套，其中该厚度比不小于1:15。
14.如权利要求13所述的衬套，其中该厚度比不小于1:10。
15.如权利要求12所述的衬套，其中该厚度比不大于1:2。
16.如权利要求15所述的衬套，其中该厚度比不大于1:4。
17.如权利要求1所述的衬套，其中该载荷支承基底与该第一粘性层直接相接触。
18.如权利要求1所述的衬套，其中该粘性膜进一步包括一个第二粘性层。
19.如权利要求18所述的衬套，其中该氟聚合物层位于该第一和第二粘性层之间。
20.如权利要求18所述的衬套，其中该第一粘性层的厚度和该第二粘性层的厚度大体上相似。
21.如权利要求18所述的衬套，其中该第二粘性层和氟聚合物层的厚度比不小于5:90。
22.如权利要求21所述的衬套，其中该第二粘性层和氟聚合物层的厚度比不小于7.5:85。
23.如权利要求22所述的衬套，其中该第二粘性层和氟聚合物层的厚度比不小于10:80。
24.如权利要求1所述的衬套，其中该载荷支承基底是金属或金属合金。
25.如权利要求24所述的衬套，其中该金属或金属合金选自由铝、钢、铁、锌、铜、镁、或它们的任何组合组成的组。
26.如权利要求25所述的衬套，其中该钢包括不锈钢。
27.如权利要求24所述的衬套，其中该载荷支承基底基本不含铬酸盐。
28.如权利要求1所述的衬套，其中该摩擦减小层包括一种聚合物。
29.如权利要求28所述的衬套，其中该聚合物包括：氟聚合物、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）、聚乙烯、聚砜、聚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚（PPS）、聚氨酯、聚酯，或它们的任何组合。
30.如权利要求29所述的衬套，其中该氟聚合物选自下组，该组由以下各项组成：聚四氟乙烯、氟化的乙烯-丙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯三氟乙烯、乙烯氯三氟乙烯、全氟烷氧基聚合物、以及它们的组合。
31.如权利要求28所述的衬套，其中该摩擦减小层包括一种减小摩擦的填充剂。
32.如权利要求31所述的衬套，其中该减小摩擦的填充剂是选自下组，该组由以下各项组成：玻璃纤维、碳纤维、硅、石墨、聚醚醚酮、二硫化钼、芳香族聚酯、碳颗粒、青铜、氟聚合物、热塑性填充剂、矿物填充剂、以及它们的任何组合。
33.如权利要求1所述的衬套，其中该摩擦减小层具有不大于约0.4的摩擦系数。
34.如权利要求33所述的衬套，其中该摩擦减小层具有不大于约0.2的摩擦系数。
35.如权利要求34所述的衬套，其中该摩擦减小层具有不大于约0.15的摩擦系数。
36.如权利要求1所述的衬套，其中该衬套具有一个圆柱形状的部分。
37.如权利要求1所述的衬套，其中，该衬套具有圆锥形的形状。
38.如权利要求1所述的衬套，其中该衬套在一端具有一个带凸缘的部分。
39.如权利要求38所述的衬套，其中该衬套在另一端具有一个第二带凸缘的部分。
40.如权利要求1所述的衬套，其中该摩擦减小层是位于该衬套的一个内表面上。
41.如权利要求1所述的衬套，其中该摩擦减小层是位于该衬套的一个外表面上。
42.一种复合物，包括：
一个具有第一主表面的金属基底；以及
一个覆盖在该第一主表面上并且包括一个改性的乙烯-四氟乙烯层和一个乙烯-四氟乙烯层的粘性膜，该改性的乙烯-四氟乙烯层具有不大于约7.5微米的一个厚度；以及
一个覆盖在该粘性层上的摩擦减小层。
43.如权利要求42所述的复合物，其中该改性的乙烯-四氟乙烯包括马来酸酐。
44.如权利要求42所述的复合物，其中该粘性膜具有约25微米刀约75微米的一个厚度。
45.如权利要求44所述的复合物，其中该粘性膜具有约30微米至约50微米的一个厚度。
46.如权利要求42所述的复合物，其中该改性的乙烯-四氟乙烯层的厚度是至少约1微米。
47.如权利要求42所述的复合物，其中该乙烯-四氟乙烯层具有约20微米至约70微米的一个厚度。
48.如权利要求42所述的复合物，其中该改性的乙烯-四氟乙烯层和乙烯-四氟乙烯层的厚度比不小于1:20。
49.如权利要求48所述的复合物，其中该厚度比不大于1:2。
50.如权利要求42所述的复合物，其中该载荷支承基底与该粘性层的改性的乙烯-四氟乙烯层直接相接触。
51.>如权利要求42所述的复合物，其中该改性的乙烯-四氟乙烯层包括一个第一改性的乙烯-四氟乙烯层和一个第二改性的乙烯-四氟乙烯层。
52.如权利要求51所述的复合物，其中该乙烯-四氟乙烯层位于该第一和第二改性的乙烯-四氟乙烯层之间。
53.如权利要求51所述的复合物，其中该第二改性的乙烯-四氟乙烯层和该乙烯-四氟乙烯层的厚度比不小于5:90。
54.如权利要求42所述的复合物，其中该金属基底是金属或金属合金。
55.如权利要求54所述的复合物，其中该金属或金属合金选自由铝、钢、铁、锌、铜、镁、或它们的任何组合组成的组。
56.如权利要求55所述的复合物，其中该钢包括不锈钢。
57.如权利要求54所述的复合物，其中该载荷支承基底基本不含铬酸盐。
58.如权利要求42所述的复合物，其中该摩擦减小层包括一种氟聚合物。
59.如权利要求58所述的复合物，其中该摩擦减小层包括一种减小摩擦的填充剂。
60.如权利要求42所述的复合物，其中该摩擦减小层具有不大于约0.4的摩擦系数。
61.一种方法，包括
挤出包括一个第一改性的乙烯-四氟乙烯层和一个乙烯-四氟乙烯层的粘性膜；
层压一个摩擦减小层到一个载荷支承基底上，该粘性膜位于其间，以形成一种复合物；
将该复合物成形以形成一个衬套。
62.如权利要求61所述的方法，其中该载荷支承基底与该改性的乙烯-四氟乙烯层直接相接触。
63.如权利要求61所述的方法，其中将该粘性膜挤压到一个铸造滚筒上。
64.如权利要求61所述的方法，其中该改性的乙烯-四氟乙烯包括马来酸酐。
65.如权利要求61所述的方法，其中该粘性膜具有约25微米至约75微米的一个厚度。
66.权利要求65所述的方法，其中该粘性膜具有约30微米至约50微米的一个厚度。
67.如权利要求61所述的方法，其中该第一改性的乙烯-四氟乙烯层具有约1微米至约7.5微米的一个厚度。
68.如权利要求67所述的方法，其中该第一改性的乙烯-四氟乙烯层的厚度约是1.5微米至约5微米。
69.如权利要求61所述的方法，其中该乙烯-四氟乙烯层具有约20微米至约70微米的一个厚度。
70.如权利要求69所述的方法，其中该乙烯-四氟乙烯层的厚度是约24微米至约45微米。
71.如权利要求61所述的方法，其中该第一改性的乙烯-四氟乙烯层和乙烯-四氟乙烯层的厚度比不小于1:20。
72.如权利要求71所述的方法，其中该厚度比不大于1:2。
73.如权利要求61所述的方法，其中该粘性层进一步包括一个第二改性的乙烯-四氟乙烯层。
74.如权利要求73所述的方法，其中该乙烯-四氟乙烯层位于该第一和第二改性的乙烯-四氟乙烯层之间。
75.如权利要求73所述的方法，其中该第一改性的乙烯-四氟乙烯层、该乙烯-四氟乙烯层和该第二改性的乙烯-四氟乙烯层的厚度比是5:90:5。
76.如权利要求61所述的方法，其中该摩擦减小层是一种削薄的氟聚合物。
77.如权利要求76所述的方法，其中该氟聚合物选自下组，该组由以下各项组成：聚四氟乙烯、氟化的乙烯-丙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯三氟乙烯、乙烯氯三氟乙烯、全氟烷氧基聚合物、以及它们的组合。
78.如权利要求61所述的方法，进一步包括蚀刻该摩擦减小层。
79.如权利要求61所述的方法，其中将该复合体成形包括轧制和凸缘加工。
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