DE2602195A1 - Gleitschicht fuer verbundgleitlager oder ein dafuer vorgesehenes verbundgleitlagerband sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Gleitschicht fuer verbundgleitlager oder ein dafuer vorgesehenes verbundgleitlagerband sowie verfahren zu deren herstellungInfo
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Description
Gleitschicht für Verbundgleitlager oder ein dafür vorgesehenes
Verbundgleitlagerband sowie Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Gleitschicht für Verbundgleitlager bzw. als Ausgangsmaterial für die Fertigung von Gleitlagerschalen
oder dgl. vorgesehene Verbundgleitlagerbänder auf der Basis von Polyarylensulfid insbesondere Polyphenylensulfid
und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Schichten,
Es sind Verbundgleitlager oder als Ausgangsmaterial für die Fertigung von Gleitlagerschalen oder dgl. versehene Verbundgleitlagerbänder
bekannt, deren. Tragkörper oder Tragband mit einer Gleitschicht aus Polyarylensulfid,insbesondere PoIyphenylensulfid,versehen
sind. Das Polymer hat man in mehreren
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ORlGlNAL INSPECTED
Schichten von je 25 /um aufgespritzt und normal ausgehärtet.
Es zeigte sich, daß die Abriebfestigkeit und insbesondere die Bindung der Gleitschicht auf dem Tragkörper oder Tragband
nicht immer voll befriedigte, so daß sich hoch belastete Gleitlager daraus herstellen ließen. Außerdem ist das Herstellungsverfahren dieser Produkte bisher unwirtschaftlich
wegen der langen Arbeitszeiten.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Gleitschicht für Verbundlager zu bringen, die eine verbesserte
Bindung zwischen Tragkörper oder Tragband und Gleitschicht ermöglicht. Gleichzeitig wird der innere Verbund und die Abriebfestigkeit
sowie die Laufeigenschaften verbessert.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Polyarylensuifidschicht eine Base eines Metalls der I. oder
II. Gruppe des Periodensystems enthält. Das Mischungsverhältnis von Base zu Polyarylensulfid innerhalb dieser Gleitschicht
kann zwischen 0,1 : 99,9 bis 5 : 95 liegen. Der Tragkörper oder das Tragband besteht vorzugsweise aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung. Als Base wird bevorzugt Natriumcarbonat, Lithium-, Calcium- oder- Magnesiumhydroxid. Die Herstellung
der erfindungsgemäßen Gleitschicht geschieht dadurch, daß
man das Polyarylensulfid mit der Base oder einer unter den Betriebsbedingungen eine solche liefernden Verbindung mischt,
die Masse dann als Gleitschicht auf Tragkörper oder Tragband aufträgt und den Überzug härtet. Das Mischen erfolgt zweckmäßigerweise
naß. Es ist auch vorteilhaft, wenn das Harz an der Luft erwärmt wurde.
Die Polyarylensulfide, insbesondere Polyphenylensulfid, werden
wegen der hohen Temperaturstabilität geschätzt. Man kann natürlich nicht nur das Homopolymer sondern auch normalerweise
feste Arylensulfidmischpolymere oder -terpolymere anwenden.
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Polyphenylensulfia ist ein kristallines Material, welches
man' durch Umsetzung von p-Dichlorbenzol mit Natriumsulfid.
in einem polaren Lösungsmittel erhält. Es bildet sich ein lineares Polymer mit annehmbarer Festigkeit, welches an der
Luft härtet und auf diese Weise elastisch,zäh und extrem unlöslich
durch höheres Molekulargewicht wird. Hier wird daher unter "Polyarylensulfid" ein solches Polymer mit variierendem
Ausmaß von Vernetzung abhängig von der Wärmebehandlung verstanden.
Unter dem Begriff "Base" versteht man hier eine Substanz, die in der Lage ist, Säuren zu neutralisieren.
Die Polyarylensulfide und insbesondere das Polyphenylensulfid
sind in verschiedenen Formen verfügbar, so als rohes Polymer, welches noch nicht zur Verbesserung der Eigenschaften an der
Luft in der Wärme behandelt worden ist. Andere Formen von Polyphenylensulfid können bereits an der Luft zur Erhöhung des
Vernetzungsgrades wärmebehandelt worden sein. Das nicht-wärmebehandelte oder rohe Polymer ist für eine Wirbelschichtbeschichtung
ungeeignet, da, wenn das Pulver schmilzt, die Schicht während des Härtens rinnt und tropft. Auch lassen sich die
nicht-wärmebehandelten Polymeren/durch Sprühauftrag aufbringen, da auch wieder die Viskosität des Pulveis nicht entspricht
und es zu Hohlräumen und Ungleichmäßigkeiten während der Wärmebehandlung kommt. Diese Nachteile besitzen die ganz oder
vollständig wärmebehandelten Polymeren nicht, jedoch zeigte · sich, daß sie schlechtere Bindeeigenschaften besitzen als
unbehandeltes Polymer. Nach der Erfindung gelingt aber nun eine bessere Bindung von P'olyarylensulfiden auf Tragkörper
oder Tragband sowohl im wärmebehandelten wie nicht-wärmebehandelten Zustand.
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Nach der 33r findung wird in- das Polyarylensulfid der Gleitschicht
eine Base eingebracht, die bis zumindest 2000C stabil
ist. Bevorzugt wird eine anorganische Base. Nach der bevorzugten Ilerstellungsweise der Gleitschicht wird auf die
Aluminiumtragteile das Polymer gemischt mit einer Verbindung,
die während des Prozesses insbesondere an der Bindungszwi-
/aufgebracht. scheniläche eine Base zu bilden vermag,/ Besonders geeignet
sind die Hydroxide und Carbonate der Metalle der I. oder II. Gruppe des Periodensystems (Alkali- und Srdalkalihydroxide
und -carbonate) insbesondere in einem Mengenanteil von 1 bis 10 Gew.-^o des Polyarylensulf ids. Die Schichtstärke der Gleitschicht
liegt in der Größenordnung von 0,127 bis 0,38 /um. Die Base wird mit dem Polymer gemischt oder auf den Tragkörper,
der zu überziehen ist.aufgebracht, z.B. kann man 5 % Calciumhydroxid anwenden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird Polyphenylensulfid innig gemischt mit Natriumbicarbonat
und dann die Masse aufgetragen. Bin Naßmischen des Polyphenylensulfids in gleicher Gewichtsmenge Wasser durch
Anrühren zu einer Paste ist besonders geeignet. Die Natriumcarbonatmenge wird vor dem Einmischen im ¥asser gelöst. Die
optimale Natriumcarbonatmenge liegt z.B. zwischen 1 und- 3 % Polyphenylensulfid, wenn man vom Kristallsoda (Natriumcarbonatdekahydrat)
ausgeht. Anstelle von Natriumcarbonat kann man auch Lithiumhydroxid anwenden.
Man kann anstelle der Base selbst auch eine Base-liefernde
Verbindung anwenden, insbesondere dann, wenn dabei nach dem Karten der Gleitschicht ein inerter Rückstand verbleibt.
Wird Natriumcarbonat nicht in einem Mengenbereich von 1 bis 3 % angewandt, so kann es in der Gleitschicht zu einer Blasenbildung
durch Gasentwicklung kommen. Diesen Nachteil besitzt Lithiumhydroxid nicht.
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Möglicherweise kann die Ursache für die schlechte Bindung zwischen einem Tragkörper (Aluminium) und der Gleitschicht
(Polyarylensulfid) in einer leicht hydrolisierbaren S-Al-Bindung
gesehen werden. Solche Bindungen können entstehen durch einen Säureangriff auf die oxidierte Aluminiumoberfläche
durch z.B. H2S oder SH-haltige Moleküle, insbesondere mit
Mercaptoendgruppen. In alkalischer Umgebung sind derartige Angriffe unterbunden.
Aus diesem Grund können auch andere basische Zusätze außer den genannten Hydroxiden und Carbonaten der Alkali- und Erdalkalimetalle
wirksam sein zur Verhinderung einer schwachen Bindung, wenn sie in der erforderlichen Menge angewandt werden
und mit der Maßgabe, daß diese Zusätze während des Auf-, bringens der Gleitschicht und der Härtung stabil bleiben, d.h.,
bis zumindest 3000C.
Für gute Bindung und gute Lager- und Gleiteigenschaften hat sich Calciumhydroxid sehr bewährt, wenn es trocken mit dem
Kunststoffpulver gemischt wird.
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen näher erläutert.
1 kg wärmebehandeltes Polyphenylensulfidpulver und 1 kg einer wäßrigen Lösung von 20 g Kristallsoda wurden 30 min gerührt t
bis der gesamte Kunststoff zu einer dicken Paste angefeuchtet war. Die dicke Paste konnte in einem Warmluftstrom trocknen.
Nach dem Trocknen wurde das Pulver durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,35 mm (BS 44) gesiebt und war dann für
den Wirbelschichtauftrag bereit.
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Prüfplättchen 102 χ 51 χ 1,62 mm Aluminiumlegierung NS^
wurden abgebürstet und in der Wirbelschicht überzogen und schliei31ich zum Härten des Harzes 1 h bei 5000C gehalten.
Die Prüfbleche wurden in 12,7 mm breite Streifen geschnitten.
Unmittelbar nach der Herstellung hafteten alle Gleitschichten, gut und konnten mit einer Messerklinge nicht abgezogen v/erden.
Auch nach 2stündigem Kochen in Wasser waren die Schichten noch immer gut auf der Unterlage gebunden. Auch nach
einer Lagerzeit von 5 Tagen an der Luft v/ar die Bindung noch einwandfrei.
Vergleichsbleche mit dem gleichen Kunststoff jedoch ohne Basenzusatz nach der Erfindung Iiei3en sich nach dem Kochen .
in Wasser und nach der obigen Lagerzeit mit der Messerklinge · abziehen.
10 g Calciumhydroxid wurden trocken mit 1 kg wärmebehandeltem Polyphenylensulfid in einem Schnellmischer gemischt und
dann für den Wirbelschichtauftrag herangezogen.
Die Bindung entsprach den Ergebnissen des Beispiels 1.
Auch eine Versuchsreihe mit feinem Magnesiumoxid in Mengen von 0,1 bis 5 %, bezogen auf Kunststoff, ergaben eine gute
Bindung.
Patentansprüche:
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Claims (6)
1. Gleitschicht- für Verbundgleitlager oder für solche
vorgesehenen Verbundgleitlagerbänder auf der Basis von Polyarylensulfid !insbesondere Polyphenylensulfid, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer Base
eines Metalls der I. oder II,-Gruppe des Periodensystems.
2. Gleitschicht nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch ein Gewichtsverhältnis Base : Kunststoff zwischen
0,1 : 99,9 bis 5 : 95 96-
3. Gleitschicht nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
durch Natriumcarbonat, Lithium-, Calciumhydroxid oder Magnesiumoxid als Base.
4. Verfahren zur Herstellung der Gleitschicht nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
man Polyarylensulfid mit der Base oder einer unter den Arbeitsbedingungen eine solche liefernden Verbindung mischt
und das Gemisch'auf den Tragkörper oder das Tragband aufbringt
und dann härtet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß man Harz und Base naß mischt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e η η
zeichnet, daß man ein in der Wärme behandeltes Harz verwendet.
8188'
6€9831/0980
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