DE3128412A1 - "selbstschmierkompositionsmaterial" - Google Patents
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Description
2WEISRÜCKENSTR. 16 ~ 5 - : : " : .: : 3L^ Ί90Ί
MÜNCHEN 2
BBSCHHEIBÜNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Selbstschmierkomposit
ionsmaterialen;, insbesondere auf oelbstscnmierkompositionsmaterialen
tribotechnischer Zweckbestimmung»
Die genannten Materialien werden im Maschinenbau, in
der Elektrotechnik} Elektroniks insbseondare für die Herstellung
von Elementen elektrischer Gleitkontakte , Gleitlagern, die unter extremen Bedingungen wie im Vakuum, bei
hohen und tiefen Temperaturen, bei der'Einwirkung elektrischer Felder, mechanischer Überbeanspruchungen UoSoW« betrieben
werden, eingesetzte
Für einen sicheren Betrieb unter solchen Bedingungen
sollen die Selbstsehmierkompositionsmaterialien
folgenden Forderungen genügen?
- eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen^
- eine hohe mechanische Festigkeit bei hohen und tiefen
und
Temperaturen / Wärmestößen besitzen^
- ausreichende Korrosionsbeständigkeit unter den Be-
sowie
dingungen hoher Feuchtigkeit und erhöhter Temperatur,/Strahlenresistenz
aufweisend
- im Betrieb stabil sein, das heißt eine niedrige .Reibungszahl,
niedrige Versohle ißintensität, große Lebensdauer und Betriebsicherheit aufweisen?
- in der Herstellung^ Montage und Wartung technologiegerecht
sein.
Außerdem spielt für solche Materialien, die unter den
Bedingungen elektrischer Felder betrieben werden, eine wichtige Rolle die Stabilität der elektrischen Kennwerte dieser
Materialien, beispielsweise ihr Pulsationspegel, der Kontaktwiderstand
usw.
Bekannt sind verschiedene Gegenteile von Reibeinheiten
aus Selbstschmierkompositionsmaterialien, die nach den Methoden
der Pulvermetallurgie hergestellt werden wie Lager, welche Metalle, beispielsweise Kupfer, Bisen, Bronze, und funktioneile
Zusatzstoffe enthalten (UdSSR-Urheberschein Nr. 144015, 1962, Nr.158824, 1963, Nr.160298,
1964, Nr. 419318, Klasse B 22f 3/12, Nr.5680?6, Klasse B 22f
3/12, C 22c 1/04·, Anmeldung Großbritannien Nr. 148352b,
Klasse B 22f 7/04, F 16 33/06; US-PS Nr.4004889, Klasse B
22f 7/04, Nr.4049428, Klasse 22f 1/02; japanische Anmeldungen
Nr.52-15241, Klasse B 22f 5/26, Nr. 52-2604, Klasse B 22f 5/5*. Nr. 52-26737, Klasse B 22c 9/02 und andere/.
Bekannt sind außerdem Bürsten für Motoren aus Selbstschmierkompositionsmaterialien,
welche Metalle, beispielsweise Silber, Kupfer, und funkt ioneile Zusatzstoffe enthalten
(UdSSR-Urheberschein Nr.312314, Klasse C 22 c 5/00.;
Nr.599228, Klasse ß 22f; US-PS Nr.2418710, 1944, Nr.2854597,
1955, Nr.3437592, Klasse 252-12, Nr.3^55023, Klasse HOl r,
Nr.4056365, Klasse B 22 f 3/00; PR-PS Nr. 1203011, Klasse H 02 k, Wr.1506555» Klasse H02 k, Nr.1392967, Klasse H.02 f;
DE-PS Nr.I215938, Klasse 40 B 5/00, Nr.2712209, Klasse 22f
5/00, Nr.2715347, Klasse B 22f 5/00) und andere Erzeugnisse.
Als funktioneile Zusatzstoffe verwendet man: 1. Polymere:
- thermostabile funktionelle Zusatzstoffe, wie stickstoffhaltige
oder fluorhalt ige Polymere (US-PS Nr.4045400,
fl R O · ~ "
Klasse C 08k 3/5O9 9/02) s Epoxydzusatzstoffe (Patentanmeldung
Großbritannien Nr4 14794029 Klasse C 08 G 59/H/ und
andere;
- organische Bindemittel (französische Patentanmeldungen
Nr. 2537750 und Nr. 235775D5 Klasse C 08 L 55/0O9 B 22f
5/00, C 04B 55/64).
2. Fasern von Graphit, Kunststoffen9 Metallen (orientiert
und nicht orientiert mit einer Größe von 1 bis 100 Um
in einer Menge von 20 bis 80 Yolumenprozent), beispielsweise
DE-PS Nr.1785124, Klasse 4OB 1/10, C 22 c I/IO5
5· Metalloxide5 beispielsweise Kadmiumoxid (Anmeldung
Großbritannien Nr. 1486011, Klasse COö L 27/18)5
4. Metalle (Fe9 Ni9 Ag, Pb5 Gd9 In9 Al)9 Metallcarbide
(WC5 FeC), Oxydkomponenten (1 bis 20%)9 beispielsweise Osmiumtetroxids
di® mit der Grundkomponente vorzugsweise in
fester Lösung vorliegen (US-PS Nr0 5370942, Klasse C 22c,
DE-PS Nr.l249556s Klasse 40c 5/00)
5. Schmierstoffe;
- korrosionsbeständige feste intifriktionsschmiermittel
auf der Basis eines härtbaren Harzes sowie von Graphit , iViolybdändisulfid , Zinkchromat oder der Metalle
Kadmium, Silber, Wolfram (US-PS Nr,30515865 Klasse 117-49);
- Hochtemperaturschmierstoffe j welche Schmiermittel
(Molybdändisulfid j Bornitrid oder Graphit), Metalle (Kupfer,
Zink, Indium oder Blei) und Kadmiumoxid mit einer Teilchengröße von höchsten 10 ^m ( FR-PS Nr .1545589, Klasse CQ&m);
- auf der Basis von Polymer§n9 beispielsweise von Kondensationsprodukten eines aromatischen Epoxydharzes in einer
I Z
Menge von 15 bis 60 Gewichtsprozent, festen Schmierstoffen in
einer Menge von 40 bis 85 Gewichtsprozent, Graphit, Metalloxiden (DE-PS Nr.12?1875, Klasse 23c 1/01, C % m);
- Diaelenide der Übergangsmetalle (Tantaldiselenid, Tantalsulfid,
Niobdiselenid und ihre Gemische) zum Betrieb im Hochvakuum in der Größenordnung von unterhalb 10 ' Torr (DE-PS
Fr. 1284017, Klasse ClO m).
Die Selbstschmierkompositionsmaterialien, beispielsweise
die elektrisch leitenden, werden vorzugsweise nach den Methoden der Pulvermetallurgie, insbesondere nach der Methode der
trockenen Sinterung hergestellt.
Bekannt ist ein Selbst schmierkompos it ionsmaterial (UdSSR-Urheberschein
Nr. J47845, Klasse H.Ol r 39/20), welches für
die Herstellung von Bürsten verwendet wird, die vorzugsweise im Hochvakuum bei Minustemperaturen betrieben werden. Zur Verbesserung
der Betriebskennwerte wird dem Material, welches metallisiertes Kohlenstoffpulver, Teilchen des Antifriktionsstoffes
und Bindemittel enthält, zusätzlich metallisiertes Molybdändisulfid in einer Menge von 40 bis 70 Gewichtsprozent
zugesetzt,wobei das metallisierte Molybdändisulfid
selber 30 bis 50 Gewichtsprozent Metall enthält. Als Beispiel
wird die folgende Zusammensetzung angeführt: 50 Gewichtsprozent
verkupferter Naturgraphit, 50 Gewichtsprozent verkupfertes Molybdändisulfid, welches 30 Gewichtsprozent Kupfer enthält,
sowie 20 Gewichtsprozent Resol-Phenol-Formaldehyd-Harz.
Die aus diesem Material nach der Warmpreßmethode hergestellten
Bürsten weisen folgende Kennwerte auf: spezifischer elektrischer Volumenwiderstand 2,5 bis 2,8 51 · mm /m, Härte
33 bis 43 kp/mm, Bürstenpaarübergangsspannung (Kupferring)
1,3 bis 1,4 V. Der Verschleiß im Vakuum 40IO Torr bei einer
Temperatur von -75°C innerhalb von 30 Stunden beträgt O„02 mm.
Aus den angeführten Angaben folgt, daß trotz einigen Vorteilen, und zwar der hohen Verschleißfestigkeit im Vakuum,
der Erosionsbeständigkeit j, der niedrigen Reibungszahl dem
genannten Material Eigenschaften anhaften, die es nicht ge=
statten, diesesjin vollem Maße unter extremen Betriebsbedingungen
einzusetzen:
- die Anwesenheit des Füllstoffes bewirkt zwar eine Sen-
erfolgt
kung der Reibungszahl» es / jedoch dabei eine Verschlechterung anderer Eigenschaften, beispielsweise der Schwingungs- und der Schlagfest igke it j
kung der Reibungszahl» es / jedoch dabei eine Verschlechterung anderer Eigenschaften, beispielsweise der Schwingungs- und der Schlagfest igke it j
- das Material weist eine niedrigt festigkeit, beispielsweise
Druckfestigkeit, auf, weil sich der größere Teil der
mechanischen Beanspruchung des Materials auf die Phasengrenze Metall/Füllstoff verteilt. Die Haftfestigkeit im Kontakt
Metall/Füllstoff ist sehr niedrig,, was aus der Technologie der
Herstellung des Materials resultiert!
- die hohe Bürstenübergangsspannung verursacht elektrische Verluste, Geräusche, hohe Strompulsationen;
- Verschlechterung der Betriebseigenschaften des Materials
nach längerer Lagersmg (10 Tage und mehr) in statischer La^e
unter Bedingungen hoher relativer Feuchtigkeit (98%) und
erhöhter Temperatur (+400C). In diesem Falle beobachtet man
eine Erscheinung des "Haftens" des luaterials an dem Metallgegenteil,
beispielsweise an einem Kupfergegenteil. Dabei wächst
{bedeutend^ der elektrische Widerstand im Bürstenkontakt ( } an,
-10- : '.fry.;-: Ί
es
und/nimmt<unzulässig sprunghaft (um das 3 bis 5fache)>die An-
zugsspaunung der El ektroinas chine zu.
Infolge der genannten Ursachen weist das Material niedrige
Betriebssicherheit auf.
Bekannt sind eine Reihe von &elbstschmierkompositionsmaterialien
auf der Basis einer Metallmatrix, die höhere Betriebseigenschaften
aufweisen.
Es ist ein Material solchen Typs bekannt, welches eine poröse Bronzematrix aufweist, die durch Sinterung von Metallpulver
gebildet ist, wobei in den Poren der Metallmatrix funktioneile Zusatzstoffe, beispielsweise Polytetrafluoräthylen,
enthalten sind (FiP.Powden, Frictional properties of
porous impregneted with plastics- Research, 1950, V.3» S.147).
Bekannt ist ein weiteres Selbstschmierkompositionsmaterial
für Bandlager (GB-PS Nr. 1114061, Nr. B 912121, Nr. 756950).
Das Material stellt eine poröse Metallmatrix mit einem
Porenvolumen bis zu 35^ dar, die mit funktionellen Zusatzstoffen
chaotisch gefüllt sind. Als Matrix verwendet man Metalle, beispielsweise zinnrsiche Bronze, während als funktioneile Zusatzstoffe
Polytetrafluoräthylen und Blei dienen. Das Material
wird nach der Methode der Pulvermetallurgie, beispielsweise durch Sinterung, aus den nach dem elektrolytischen Verfahren
erhaltenen Dendritpulvern reiner Metalle oder aus sphärischem
Pulver zinnreicher Bronze, die bis zu 10 Gewichtsprozent Zinn enthält, hergestellt. Das Verfahren zur Herstellung solcher
Materialien sieht vor: Hochtemperaturpressen des Pulvers, dessen Vorsinterung unter reduzierender Atmosphäre zum Halbzeug,
mehrstufige Durchtränkunü dieses Halbzeuges mit einer Suspen-
-11-1 :"" · : j I * O I
sion der funktioneilen Zusatzstoffe, Endsinterung des durchtränkten
Halbzeuges, beispielsweise mit der Stahlgrundlage in
einem inerten Medium und Kalibrierung des erhaltenen Teils durch plastische Verformung (Stauchung). Im. Falle der Herstellung
von Erzeugnissen aus diesem Materials beispielsweise
von Bandlagern ist es notwendig, daß in der Stufe der Durohtränkung der Matrix mit den funktionellan Zusatzstoffen
die letzteren über die Kontaktfläohe in einer cirka O902 mm
dicken Schicht hinausragen, was eine unbedingte Vorausset-
eine
zung für/hohe -ßetriebsfähigkeit des Lagers ist.
zung für/hohe -ßetriebsfähigkeit des Lagers ist.
Die Materialien werden in Form von 1521 bis 2,05 mm dikken
und 101,6 mm breiten Bändern, Buchsen von 10 bis 100 mm Durchmesser, hemisphärischen Stützen von 16 bis 38 nim Durchmesser,
Draht, Lagern usw«, hergestellt ο Die Materialien werden
unter den Bedingungen der Trocken- und Mischreibung eingesetzt.
Die genannten Materialien besitzen hohe Betriebsfähigkeit
(niedrige Verschleißintensitat und niedrige Reibungszahl),
auch bei hoher Beanspruchungs ohne Schmierung in einem
breiten Temperaturenintervall (von - 200 bis +2600G) in Luft-
- und anderen Gasmedien, in Vakuum sowie in flüssigen Medien,
die keine Schmierwirkung ausüben. An diesen Materialien bilden
sich keine statischen elektrischen Ladungen und sie rufen .keine Fretting-Korro®ion hervor.
Einer der Vorteile der genannten Materialien ist die
Möglichkeit, diese in Reib einheit en zu verssenden, die unter
extremen Bedingungen betrieben werden«.
Bekannt ist die Verwendung dieser Materialien als Kugel lagerkäfige,
hergestellt aus mit Polytetrafluoräthylen un-
ter Zusatz von wenig Wolframdiselenid durchtränktem gesintertem
Silber. Solche Kugellagerkäfige werden bei tiefen und
hohen Temperaturen in hohem Vakum von IO ' bis 10 y Torr erfolgreich
betrieben. Die Materialien finden in der aerokosmischen, Kraftfahrzeug-, elektrotechnischen, Textilindustrie
und anderen Industriezweigen breite Verwendung.
Dieses Material findet aber eine begrenzte Verwendung, insbesondere aus dem Grunde, daß
a) nicht alle Poren des Materials gleichmäßig durchtränkt werden, weil sie nicht gleich groß und räumlich verschieden
angeordnet sind und es als !folge dessen im Prozeß des Betriebs des Materials zu einer Erschöpfung der Schmiermittelvorräte
in den Poren kommt, die zu dem jeweiligen Zeitpunkt
an der Gleitfläche liegen;
b) es zu einem Verschließen der Poren durch deren Verstopfung
mit den Verschleißprodukten, durch Verunreinigung mit Fremdstoffen, infolge plastischer Verformung der Oberflächenschicht
en der Matrix, beispielsweise bei hohen Beanspruchungen und Temperaturen, kommen kann;
c) die Betriebseigenschaften des Materials durch seine
physikalisch-mechanischen, Reibungs- und andere Kennwerte an den Kontaktmikrobereichen bestimmt werden, wobei ein und
derselbe Kennwert an verschiedenen Bereichen nicht gleioh groß ist, sondern in einem breiten Bereich schwankt;
d) die AdhäsionsWechselwirkung zwischen dem fraktionellen
Zusatzstoff (das Polytetrafluoräthylen ist gegenüber den Metallen
reakö-cfasträge) und der Metallmatrix im Prozeß der
Durchtränküng sehr unbedeutend ist, was die Festigkeitswerte
des Materials senkt und letzten Endes zu einer Senkung vieler
Betriebskennwerte, wie Verschleißfestigkeit im Vakuum8 Schwingungs-
und Schlagfestigkeit, elektrische Leitfähigkeit und an-
^ich die
derer führt,was letzt) Betriebssicherheit senkt.
relativ
e) das Material eine /aiedrige Wärmebeständigkeit (bis
+2800C) infolge der Zersetzung des Polytetrafluoräthylens besitzt;
f) das Material eine niedrige Strahlenresistenz an der
Luft infolge der Zersetzung des Bindemittels aufwe ist j
S) die Herstellungstechnologi® eines solchen Materials
die Durchführung einer Reihe zusätzlicher Operationen ο ie inniges Verrühren, mehrfache Durchtränkung, mehrfaches Pressen
und Sintern der Metallpulver, zahlreiche Finish-Operationen (Kalibrieren, kompliziert® mehrstufige Wärmebehandlung,
Fertigbearbeitung usw.) erfordert,,
Der Erfindung wurde die Aufgabe augrundegelegt9 ein
Selbstschmierkompositionsmaterial zu entwickeln, welches verbesserte
Betriebskennwerte unter den Bedingungen des Vakuums, bei hohen und tiefen Temperaturen, bei der Einwirkung von
elektrischen und Kraftfeldern aufweist und zuverlässig im Betrieb ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem
Selbatsohmierkompositionsmaterial, das eine Metallmatrix
darstellt„ die funktionelle Zusatzstoffe enthält,
erfindungsgemäß die Matrix durch zwei Komponenten gebildet
ist, deren eine die Schalen der funktionelien Zusatzstoffe
bildet und die andere in den Zwischenräumen zwischen den
Schalen untergebracht ist.
Als Komponenten der Matrix verwendet man sowohl reine Metalle, beispielsweise Silber, Kupfer, Barium, Aluminium,
Wolfram, Zinn, als auch Metallegierungen, beispielsweise
Bronze, während als funktionelle Zusatzstoffe Stoffe organischer und anorganischer Herkunft verwendet werden.
Solche Stoffe können Polymere, feste Schmierstoffe,
oder
beispielsweise Graphit /Diselenide der Ubergangsmetalle sein. Dabei erfolgt die Auswahl und die Kombination der Metallkomponenten unter Berücksichtigung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Metalle und/oder der Legierungen. Die geeignete Auswahl der Komponenten bewirkt die Ausbildung der obengenannten Struktur des Materials. Eine solche Struktur gestattet es, ein Material zu erhalten, welches hohe Antifriktionseigenschaften, hohe elektrische Leitfähigkeit und hohe Festigkeitswerte aufweist. Die Komponente, welche die Schalen der funktioneilen Zusatzstoffe bildet, erfüllt im wesentlichen die Punktion des Konstruktionmaterials, das heißt sie bildet das Eaumgerüst der Matrix. Die zweite Komponente, die die Zwischenräume zwischen den Schalen ausfüllt, bewirkt in Verbindung mit den funktionellen Zusatzstoffen den selbstschmierenden Effekt bei der Reibung und erhöht die mechanische Festigkeit der Matrix. Die Matrix des Selbst schmierkompos it ionsmaterials stellt im allgemeinen Pail sowohl eine reguläre als \ auch nichtreguläre Struktur dar.
beispielsweise Graphit /Diselenide der Ubergangsmetalle sein. Dabei erfolgt die Auswahl und die Kombination der Metallkomponenten unter Berücksichtigung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Metalle und/oder der Legierungen. Die geeignete Auswahl der Komponenten bewirkt die Ausbildung der obengenannten Struktur des Materials. Eine solche Struktur gestattet es, ein Material zu erhalten, welches hohe Antifriktionseigenschaften, hohe elektrische Leitfähigkeit und hohe Festigkeitswerte aufweist. Die Komponente, welche die Schalen der funktioneilen Zusatzstoffe bildet, erfüllt im wesentlichen die Punktion des Konstruktionmaterials, das heißt sie bildet das Eaumgerüst der Matrix. Die zweite Komponente, die die Zwischenräume zwischen den Schalen ausfüllt, bewirkt in Verbindung mit den funktionellen Zusatzstoffen den selbstschmierenden Effekt bei der Reibung und erhöht die mechanische Festigkeit der Matrix. Die Matrix des Selbst schmierkompos it ionsmaterials stellt im allgemeinen Pail sowohl eine reguläre als \ auch nichtreguläre Struktur dar.
Zur Verbesserung der Betriebskennwerte des Selbstschmierkompositionsmaterials
ist es vorteilhaft,daß die genannten Schalen eine reguläre Zellenstruktur bilden.
Beim Betrieb des Materials ist von großer Bedeutung die Stabilität seiner Betriebskennwerte an der Kontaktfläche.
Diese wird durch eine gelenkte Regelung der Zusammensetzung
und der Konstruiction des Materials, insbesondere durch das
Vorliegen zerkleinerter Komponenten und Zusatzstoffe an der
Kontaktflache gewährleistet. Deshalb ist es vorteilhaft, daß
die Schalen eine reguläre Struktur aufweisen und die Abmessungen der Zellen in Richtung zur Kontaktfläche mit dem Gegenteil
abnehmen.
Wie oben hingewiesen, verwendet man als Komponenten der katrix sowohl reine Metalle als auch deren Legierungen. Man
verwendet für die Herstellung von Teilen tribotechnischer Zweckbestimmung
vorzugsweise Metalle der IiLo bis VI« Periode des Periodensystems und/oder Legierungen dieser Metalle*
Die Verwendung von Seltenerdmetallen, Lanthanoiden, Ak=
tinoiden ist wirtschaftlich nicht vertretbar. Es wird vorgeschlagen,
als Matrix des Materials Metalle der III", bis Vl.
Periode, beispielsweise Silber, Kupfer, Barium, Blei, Molybdän, Wolfram, und/oder deren Legierungen, beispielsweise Silber
mit Kupfer, Blei mit Barium, zu verwenden. Zur Herstellung eines Materials der oben beschriebenen Struktur ist es
notwendigi daß der Schmelzpunkt der zweiten Komponente nicht
mehr als 0,9 des Schmelzpunktes der ersten Komponente beträgt.
Wird die genannte Bedingung nicht erfüllt, so kommt es zu einer chaotischen Umverteilung der Komponenten in der Matrix,
was zu einer Verschlechterung der Betriebseigenschaften, ins-
und besondere der Stabilität der Reibungszahl/ der elektrischen
Kontaktkennwerte führt*
In Abhängigkeit von der Zweckbestimmung des Selbstschmierkomp
ο s it ions mate rial a isann die Menge der funktionellen Zusatzstoffe
verschieden sein und in einem Bereich von 3 bis Volumenprozent liegen.
Bine minimale Menge O Volumenprozent) derselben ist eine
.... a]28412
-16- i?.:': /-Χ I
noch
Grenze, bei der/der Selbstsohmiereffekt bei der Reibung
beobachtet wird.
Bei einem über der genannten oberen Grenze (80 Volumenprozent)
liegenden Gehalt an funkt ioneilen Zusatzstoffen kommt es zu einer Störung der beschriebenen Struktur des Materials.
Die Folge der letzteren ist eine unzulässige Verschlechterung der Festigkeitswerte, der elektrischen Leitfähigkeit
und anderer Eigenschaften des Materials.
jjie Größe der funktionellen Zusatzstoffe spielt eine sehr
große Rolle beim Betrieb des Materials. Davon hängt nämlich die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit der Reibeinheit und
außerdem die Stabilität der Kontaktkennwerte ab. Die Verteilung der funktionellen Zusatzstoffe in der Matrix ist so vorzunehmen,
daß der Abstand zwischen den Zusatzstoffen, das heißt die Schalendicke, die Erhaltung der beschriebenen Struktur
gewährleistet und keine Verschlechterung der Betriebskennwerte
hervorruft.
Dabei ist ein wichtiges Kriterium der Struktur des Materials das Verhältnis der maximalen Größe der funktionellen
Zusatzstoffe zu dem minimalen Abstand zwischen diesen. Grundsätzlich kann das Verhältnis beliebig groß seih, jedoch wird
dieses Verhältnis vorzugsweise zwischen 0,7 und 10 gewählt.
Als funktionelle Zusatzstoffe verwendet man vorzugsweise
härtbare oder thermoplastische Polymere. Dabei verwendet man als härtbare Polymere phenol-Formaldehyd-
Harz, glasfasergefülltes Epoxydharz oder Poljtmidharz und als
thermoplastische Polymere Polyäthylen, Ölgestreoktes PoIykarproamid,
Polytetrafluoräthylen.
Ein hoher Selbstschmiereffekt bei der Reibung wird bei
-17 - 1 ··" ■ U \ ■ O .!.
der Ve rwendung ^aIs funktionell Zusatzstoffe^ pulverförmiger
Produkte des t her mi sollen bzw. thermooxydativen Abbaus härtbarer
bzw. thermoplastischer Polymere erzielt. Als Produkte
des thermischen Abbaus, der in einem nichtoxydativen Mittel,
beispielsweise im Vakuum, durchgeführt wird, verwendet man beispielsweise Polyäthylen, Phenol-Formaldehyd-Harz, und als
Produkte des thermooxydativen Abbaus, der an der Luft durchgeführt
wird, Polykaproamid, Epoxydharz oder Polyimidharz»
Man verwendet vorzugsweise Abbauprodukte'der Polymere,
die beim Abbau von mindestens 90 Gewichtsprozent des
Polymers erhalten werden.
Beim Betrieb des Selbstschinierkompositionamaterials bei
hohen Temperaturen, in elektrischen Feldern, bei der Einwirkung mechanischer Überbeanspruchungen, der ionisierenden
Strahlung soll das Material zuverlässige physikalisch-mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. In diesem Fall setzt man als funktioneile
Zusatzstoffe dem Material vorzugsweise zusätzlich Pulver der Metalle der III. bis VI. Periode des Periodensystems oder
ihrer Oxyde, beispielsweise von Silber, Kupfer, Kadmium, Wolfram, sowie ihrer basischen Oxyde, beispielsweise von Kupferdioxid,
Üilberoxid zu. Man verwendet sie vorzugsweise in einer
Menge von 0,5 bis 45 Volumenprozent, bezogen auf das Gesamtvolumen
der furktißnellen Zusatzstoffe.
Zum Zwecke einer Erhöhung der Festigkeitswerte des Materials, insbesondere der spezifischen Festigkeit, verwendet man
funktioneile Zusatzstoffe, welohe hohe Festigkeitswerte aufweisen.
Als solche funktioneilen Zusatzstoffe verwendet man vorzugsweise hochfeste Fasern von Bor, Kohlenstoff oder
Silizium. Ihre Zugabe zum Material bewirkt auch eine sprunghafte
Steigerung der Verschleißfestigkeit und der Wärmebeständigkeit.
Man gibt diese Zusatzstoffe dem Material vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 90%, bezogen auf das
Gesamtvolumen der funkt ioneilen Zusatzstoffe, zu. Die Zugabe
der Zusatzstoffe in einer Menge von weniger als 2 Volumenprozent beeinflußt die Verbesserung der Betriebseigenschaften
des Materials nicht wesentlich , während deren Zugabe in einer toen^e von mehr als 90 Volumenprozent die Selbstschmierfähigkeit
trotz hoher Verschleißfestigkeit des Materials verschlechtert.
In diesem Falle kommt es zu einem unzulässigen Verschleiß des Gegenteils.
Eine Erhöhung der Festigkeitswerte der Selbstschmierkompositionsmaterialien
bei gleichzeitiger Verbesserung der
elektrischen und der Wärmeleitfähigkeit des Materials wird
durch die Zugabe von Metallen der III. bis VI. Periode des Periodensystems in Form von "Barten" in einer Menge von 2
bis 90%, bezogen auf das Gesamtvolumen der Zusatzstoffe erreicht.
Die Zugabe der Zusatzstoffe in einer Menge von weniger
als 2 Volumenprozent beeinflußt die Betriebseigenschaften des Materials nicht wesentlich , während deren Zugabe in einer
Menge von mehr als 90 Volumenprozent das Zustandekommen des
Selbstschmiereffektes erschwert, die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit der Reibpaarung senkt.
Das erfindungsgemäße Selbstschmierkompositionsmaterial
besitzt einen Komplex notwendiger Betriebseigenschaften, wie
Selbstschmierfähigkeit unter extremen Bedingungen, hohe physikalisch-mechanische
Kennwerte, hohe Betriebssicherheit und Lebensdauer.
Der Hauptvorteil des erf indungsgeniäiien Materials ist
seine hohe Be tr leitfähigkeit unter extremen Bedingungen,
was eine große Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit der Teile
tribotechnischer Zweckbestimmung in Reib einheit en gewährleistet.
So sind die Selbstschmier- und die Festigkeitskennwerte
des erfindungsgemäßen Materials wesentlich (um das 1,5 bis
2fache) höher als bei den bekannten Materialien.
Besonders wirksam kann das Material im Maschinenbau, der
Elektrotechnik, Elektronik für die Herstellung von Elementen des elektrischen GIe it kontakt es s der Gleitlager eingesetzt
werden, die unter normalen klimatischen Bedingungen, im Vakuum,
bei hohen und tiefen Temperaturen, bei der Einwirkung elektrischer Felder, mechanischer (Jberbeanspruchungen, ionisierender
Strahlungen betrieben werden.
Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand einer Beschreibung
konkreter Varianten der Durchführung und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es . ze igen
eines
Abb. 1 einen Querschnitt / Selbstschiaierkompositionsma-
Abb. 1 einen Querschnitt / Selbstschiaierkompositionsma-
terials;
eines
Abb. 2 einen Querschnitt / Selbstschmierkompositionsma-
Abb. 2 einen Querschnitt / Selbstschmierkompositionsma-
terials mit regulärer Zellenstruktur;
eines
Abb. 3 einen Querschnitt / Selbstschmierkompositions-
Abb. 3 einen Querschnitt / Selbstschmierkompositions-
Ώ i η G *?
materials, das zur Lauffläche ' Gegenteils perpendikulär angeordnet ist;
materials, das zur Lauffläche ' Gegenteils perpendikulär angeordnet ist;
eines
Abb. Λ einen üiametralquerschnitt / Lagers aus dem
öelbstschmierkompositionsmaterial»
Jie in Abb. 1 dargestellte Variante des Querschnitts des
Selbstschmierkompositionsmaterials stellt eine Metallmatrix,
X Ί
dar, gebildet durch zwei Komponenten, deren eine die Schalen
der funktionellen Zusatzstoffe 2 bildet und die andere 3 in den Zwischenräumen zwischen den Schalen untergebracht ist.
Abb. 2 zeigt den Querschnitt des üelbstschmierkompositionsmaterials
mit regulärer Zellenstruktur, wobei das Verhältnis der maximalen Größe der Zusatzstoffe A zu dem minima-
B
len Abstand/zwischen ihnen 0,7 bis 10 beträgt.
len Abstand/zwischen ihnen 0,7 bis 10 beträgt.
Abb. 3 zeigt den Querschnitt des Selbstschmierkompositionsmaterials,
der zur Lauffläche des Gegenteils perpendikulär angeordnet ist, wobei die Schalen der regulären Zellenstruktur
mit in Richtung zur Kontaktfläche des Materials mit dem Gegenteil abnehmenden Abmessungen der Zellen ausgeführt
s ind;
eines
Abb. 4 zeigt den Diametralquersohnitt f Gleitlagers aus
Selbstschmierkompositionsmaterial, wobei als funktioneile
Zusatzstoffe 2 metallische "Barten" und lasern verwendet sind.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen
Selbstschmierkompositionsmaterials ist einfach in technologischer Gestaltung und wird wie folgt durchgeführt.
Die funktionellen Zusatzstoffe metallisiert man zweimal,
indem man beispielsweise Graphitteilchen zunächst mit einer Silberschicht und dann mit einer Zinnschicht vorzugsweise nach
einem der folgenden Verfahren überzieht: Verdampfen der Metalle im Vakuum, auf chemischem oder elektrochemischem Wege.
Dabei epielen^eine wichtige Rolle/die Verträglichkeit, Gleichmäßigkeit
und Dicke der Überzüge sowie die Abmessungen und die Form der zu metallisierenden funktionellen Zusatzstoffe
Das auf diese Weise bereitete Halbzeug preßt man und
sintert dann in Gegenwart einer Andruckteaft in einem kontrollierbaren
neutralen oder reduzierenden Mittel unter den in der Pulvermetallurgie optimalen Sinterbedingungen.
In der Anfangsstufe des Sintervorganzes schmilzt die Aussenschicht
des niedriger schmelzenden Metalls und füllt die Zwischenräume zwischen den Schalen der höher schmelzenden Metallkomponente
aus. Dann kommt es (unter den Bedingungen der Andruckkraft) zu einer Annäherung der Schalen der funktioneilen
Zusatzstoffe und zu ihrer Sinterung in der Kontaktzone.
Nach der Beendigung der Sinterung kommt es zur Kristallisation
der Komponenten der Matrix. Im Ergebnis ist die Matrix 'es Materials durch zwei Komponenten gebildet, deren eine die
Schalen der funktionellen Zusatzstoffe bildet und die andere
in den Zwischenräumen zwischen den Schalen untergebracht ist.
Im Falle der Verwendung funktlonelier Zusatzstoffe mit Teilchen
gleichgroßen Volumens stellt das Material eine reguläre Zellenstruktur
dar.
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden folgende konkrete Beispiele angeführt.
Beispiel 1. Das Ausgangsprodukt, bis 50 um. g^oße
Graphitteilchen, überzieht man auf elektro chemischem Wege mit
einer Kupferschicht und dann einer Bleischicht. Die auf diese
Weise beschichteten Graphitte lichen vermischt man mit Zinnpulver
in einer Menge von 30 Volumenprozent, bezogen auf das Volumen des Graphits, und preßt in einer Preßform bei einem
spezifischen Druck bis 4-00 MPa. Dann sintert man das Halbzeug
in einer Form in Gegenwart einer Andruckkraft im Medium von Wasserstoff bei einer Temperatur, die O97 des Schmelzpunktes
des Silbers (530 bis 54Q0C) beträgt, innerhalb von 3 Stunden.
Der Gehalt des Materials an Graphit beträgt 5 Volumenprozent.
Aus dem dadurch erhaltenen Material stellt man Bürsten, beispielsweise für Mikroelektromotoren, her. Das Material
weist eine nichtreguläre Struktur auf. Die Eigenschaften des Materials sind in Tabelle 1 angeführt.
Beispiel 2. Das Selbetsohmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren eine, Magnesium, die Schalen der funktioneilen Zusatzstoffe
bildet und die andere, Indium-Zinri-Legierung, in den
Zwischenräumen zwischen den Schalen untergebracht ist. Als funktioneile Zusatzstoffe verwendet man ein pulverförmiges
thermoplastisches Polymer, Polyäthylen, in einer Menge von 80 Volumenprozent. Das Material weist eine reguläre* Struktur
auf. Das Material kann als Gleitlager verwendet werden.
Beispiel 3» Das Sgibstschmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren
eine, Molybdän, die Schalen der funktionellen Zusatzstoffe
bildet und die andere, Bronze, in den Zwischenräumen zwischen den Schalen untergebracht ist. Als funktionelle
Zusatzstoffe verwendet man pulverförmiges glasfasergefülltes
Epoxydharz in einer Menge von 40 Volumenprozent unter Zugabe
von Kupferpulver in einer Menge von 0,5%> bezogen auf das
Volumen des Zusatzstoffes. Das Material weist eine nichtreguläre Struktur auf und kann für die Herstellung von Teilen
tribotechnischer Zweckbestimmung verwendet werden.
Beispiel 4. Das Selbstschmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren eine, Messing, die Schalen der funktioneilen Zusatz-
stoffe bildet und die andere, Kalium, in den Zwischenräumen
zwischen den Schalen untergebracht ist. Als funktionelle Zusatzstoffe
verwendet man ein thermoplastisches Polymer, PoIykaproamid,
in einer Menge von J> Volumenprozent. Das Material
weist eine reguläre Struktur auf und kann für die Herstellung von Teilen tribotechnischer ZweοkbeStimmung verwendet werden.
Beispiel 5. Das t>e lbs t s chmi er kompo sit ionsmater ial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren eine, Kupfer, die Schalen der funktioneilen Zusatzstoffe bildet
und die andere, Kadmium, in den Zwischenräumen zwischen
den Schalen untergebracht ist. Als funktionelle Zusatzstoffe verwendet man Ölgefülltes Polykaproamid in einer Menge von
Volumenprozent unter Zugabe von Bariumoxidpulver in einer Menge von 5%, bezogen auf das Volumen des funktionellen Zusatzstoffes.
Das Material weist eine nichtreguläre Struktur auf und kann für die Herstellung von Teilen tribotechnischer Zweckbestimmung verwendet werden.
Beispiel 6. Das Selbstschmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix,, gebildet durch zwei Komponenten, deren
eine, Silber, die Schalen der funktionellen Zusatzstoffe
bildet und die anders t Indium, in den Zwischenräumen zwischen
den Schalen untergebracht ist. Als funktionelle Zusatzstoffe
verwendet man ein Gemisch von Produkten des thermischen Abbaus von Polyäthylen und Phenol-iOrmaldehyd-Harz in einer Menge von
20 Volumenprozent. Das Material weist eine reguläre Struktur auf und kannfür Wälzlagerkäfige verwendet werden.
Beispiel 7» Das Selbstschmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren
eine, Vanadin, die Schalen der funktionellen Zusatzstoffe
bildet und die andere, Kalzium, in den Zwischenräumen zwischen
den Schalen untergebracht ist. Als funktionelle Zusatzstoffe verwendet man ein Gemisch von Produkten des gemeinsamen
thermooxydativen Abbaus von Polykaproamid und Polyimidharz
in einer Menge von 55 Volumenprozent. Das Material weist eine reguläre Struktur auf und kann für die Herstellung von Teilen
tribotechniecher Zweckbestimmung verwendet werden.
Beispiel 8. Das Selbstschmierkompositionsmaterial besteht aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren
eine, Rhenium, die Schalen der funktioneilen Zusatzstoffe bildet
und die andere, nichtrostender Stahl, in den Zwischenräumen zwischen den Schalen untergebracht ist. Die Schalen bilden
eine reguläre Zellenstruktur und sind mit in Richtung zur
Kontakt fläche des Materials mit dem Gegenteil von 60 auf 5 M^
abnehmenden Abmessungen ausgeführt. Als funktionelle Zusatzstoffe verwendet man Silberpulver in einer Menge von 45 Volumenprozent,
wobei das Verhältnis der maximalen Abmessungen der Zusatzstoffe zu dem minimalen Abstand zwischen diesen 0,7
beträgt. Das Material kann für die Herstellung von Bürsten und Kontaktringen verwendet werden.
Beispiel 9« Dae Selbstschmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren eine, eine Silber-Kupfer-Legierung, die Schalen der funktioneilen
Zusatzstoffe bildet und die andere, Blei, in den Zwischenräumen zwischen den Schalen untergebracht ist. Als funktionelle Zusatzstoffe
verwendet man Molybdändisulfid in einer Menge von 10
Volumenprozent, wobei das Verhältnis der maximalen Abmessungen
der Zusatzstoffe zu dem minimalen Abstand zwischen diesen 5»5
beträgt. Das Material weist eine reguläre Struktur auf und kann für die Herstellung von Elementen des elektrischen Gleitkontaktes
verwendet werden.
Beispiel 10. Das Selbstschmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren eine, Aluminium, die Schalen der funktionellen Zusatzstoffe
bildet und die andere, Kadmium, in den Zwischenräumen zwischen
den Schalen untergebracht ist. Als funktionelle Zusatzstoffe, verwendet man Bornitrid in einer Menge von 20 Volumenprozent,
wobei das Verhältnis der maximalen Abmessungen der Zusatzstoffe zu dem minimalen Abstand zwischen diesen 10 beträgt.
Das Material weist eine reguläre Struktur auf und kann als Gleitlager verwendet werden.
Beispiel 11. Das Selbstschmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren eine, Nickel, die Schalen cjer funkt ionellen Zusatzstoffe
bildet und die andere, Kupfer, in den Zwischenräumen zwischen
den Schalen untergebracht ist. Als funktionelle Zusatzstoffe verwendet man Bornitrid in einer Menge von 20 Volumenprozent unter Zugabe eines Gemisches von Silizium- und Borfasern
in einer Menge von 2%, bezogen auf das Gesamtvolumen der funktioneilen Zusatzstoffe. Das Material weist eine nichtreguläre
Struktur auf und kann für die Herstellung von Teilen tribotechnischer
Zweckbestimmung verwendet werden.
Beispiel 12. Das Selbstschmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren
eine, Chrom, die Schalen der funktioneilen Zusatzstoffe bildet
und die andere, Kadmium, in den Zwischenräumen zwischen
den Schalen untergebracht ist. Als funkt ionelle Zusatzstoffe
verwendet man Graphit in einer Menge von 15 Volumenprozent
unter Zugabe von "Barten" von Tantal in einer Menge von 40%,
bezogen auf das Volumen der Zusatzstoffe. Das Material weist eine nichtreguläre Struktur auf und kann für die Herstellung
von wärmebeständigen Teilen tribotechnischer Zweckbestimmung
verwendet werden.
Beispiel 13« Das Selbstschmierkompositionsmaterial besteht
aus einer Matrix, gebildet durch zwei Komponenten, deren eine, Rhenium, die Schalen der funktionellen Zusatzstoffe
bildet und die andere, Silber, in den Zwischenräumen zwischen den Schalen untergebracht ist. Als funktionelle Zusatzstoffe
verwendet man Molyhdändisulfid in einer Menge von 30 Volumenprozent
unter Zugabe von Kohlenstoff as ern in einer Menge von 90%, bezogen auf das Gesamtvolumen der funktioneilen Zusatzstoffe.
Das Material weist eine nichtreguläre Struktur auf und kann für die Herstellung von Bürsten verwendet werden.
Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Selbstschmierkompositionsmaterialien
sind in Tabelle 1 angeführt. In Tabelle 2 sind die Eigenschaften der bekannten Selbstschmierkoiaposit
ionsmaterialien angeführt.
"T Abel le 1
Zusammensetzung des Selbstsohmie rkompos It i onsmat er i als
Physikalisch-mechanische Eigenschaften
Dichte, | Mittlere | Druck | Spezi |
g/cnr | Härte, | festig | fischer |
kp/nim | keit , | elektri | |
kp/mm | scher | ||
Volumen- | |||
widex- | |||
stand, | |||
P SL nun |
Selbstschmierkompo-
sitionsmaterial, enthaltend
eine poröse Metallmatrix aus zinnreicher Bronze, deren Poren mit Polytetrafluoräthylen
und Blei d urchtränkt s ind JO bis
40
40
Beispiel | 2 | 6,5bis | 12 bis | 12 | bis | O | ,05 bis |
7,0 | 16 | 20 | O | ,12 | |||
Beispiel | 3 | 3,5 bis | 7 bis | 17 | bis | O | ,10 bis |
4,5 | 10 | 22 | Ü | ,25 | |||
Beispiel | 4 | 4,0 bis | 14 bis | 30 | bis | ||
6,0 | 18 | 40 | |||||
Beispiel | 5 | 4,0 bis | 7 bis | 15 | bis | ||
4,5 | 9 | 20 | |||||
Beispiel | 4,0 bis | 10 bis | 18 | bis | |||
^^ | 14 | 22 | |||||
O I /LOH I L·
- 28 Eigenschaften des Selbstschmier kompos it i
Gleiteigenschaften | Vakuum | 10-5 | Reibungszahl | Vakuum 200C |
Versohle iß int ens it ät | Torr | an der im Luft bei bei 200C |
||
Luft | 200C | 650C | ||
200C 800C | ||||
10
11
(0,03-bis 0,06)
0,04 bis
0,20
0,20
(2-8) | (8-12) | (4-6) |
XlO"11 | xlO-10 | ΧΙΟ"10 |
(1-4) | (6-8) | |
ΧΙΟ"11 | ||
(6-8) | (1-2) | 0,10 bis |
XlO-10 | ΧΙΟ"9 | 0,20 |
(6-8) | (8-9) | |
,ΙΟ"10 | ΧΙΟ"10 | |
(1 bin 4) ΧΙΟ"11
0,08 | bis | 0,15 | bis | |
0,12 | 0,20 | |||
0,06 | bis | 0,10 | bis | |
0,08 | 0,20 | |||
(1-3) | 0,12 | bis | 0,15 | bis |
ΧΙΟ"10 | 0,25 | 0,25 |
(ü bis 10) (2 bis 6) (8 bis 10) 0,04 bis 0,12 bis
xlO'
,-11
XlO
-10
xlO'
0,08
0,15
Elektrische Eigenschaften Grenzen der zulässigen
Betriebskennwerte
Bürstenübergangsspannung,
Volt
im Vakuum
bei
bei
200C
an der
Luft
bei
200C
Prozent der Gesch- Bean- Tempe- Schwin- btrom-Zunahme
der windig- spru- ratur, gungs- dichte
Anzug s spannung des Mikromotors
naoh dem Halten bei relativer Feuchtigkeit
von 98% bei 400C innerhalb von
21 Tagen keit,
m/s
m/s
chung
kp/cmc
kp/cmc
beanspru chung "g"
A/oxa.c
17
lü
19
0,25 bis 2,0 bis -260 bis 2,5 1400 +200
0,3 bis
0,5
0,5
0,2 bis 20
0,3
0,3
0,25 bis 0,1 bis -260 bis 40 bis 80 bis
2,5 5,0
+150
0,10 bis 0,3 bis -?0 bis
15
0,1 bis 25
1 bis 100
0,25 bis 5,5
25 +00
1,0 bis -50 bis 150 +160
1 bis
10
10
1 bis
8
8
-50 bis +60
55
20 bis 60
- 30 Tabelle 1 (Fortsetzung)
Beispiel | 6 | 6,2 | bis | 8 bis 12 | 15 | bis | 20 | 0,08 bis | (1 bis 2) "ι Τ |
5,5 | 0,20 | XlO | |||||||
Beispiel | 1 | 6,0 | bis | 17 bis 21 | 15 | bis | 20 | 10 bis 15 |
(2 bis 4) |
4,5 | xlO | ||||||||
Beispiel | 8 | 6,0 | bis | 18 bis 26 | 35 | bis | 45 | (4 bis 6) | |
3,5 5,5 |
Ίη-11 xlO |
||||||||
Beispiel | 9 | 3,0 4,5 |
bis | 12 bis 18 | 12 | bis | 20 | (6 bis ö) xlO |
|
Beispiel | 10 | 4,0 | bis | 8 bis 14 | 15 | bis | 18 | (7 bis 9) xLO |
|
Beispiel | 11 | bis | 20 bis 28 | 40 | bis | 60 | (0,3 bis | ||
6,0 °'!il
XLO
Beispiel^ 5,0bls 25 bis 35 « bis 55 W.* «-
l10
Beispiel 13 4,0 bis 25 bis 30 20 bis JO 1,0 bis (4^iS 8)
6 jO
bis -10 |
7 | 8) | 8) | 8 | 4) | ,6) | (2 bis | 5) | - 51 - | * | » -. M ^ | bis 0 | ......312 | 841 | 2 | |
( 5 bis xlO-11 |
xlO-11 | 6) | 9 | 10 | bis | 11 | 12 | |||||||||
(1 bis 2) | 0,04 | bis | ,06 0,08 0,12 |
bis | ||||||||||||
(6 xlO |
ΧΙΟ"11 | 5) | 0,10 0,20 |
|||||||||||||
bis -10 |
6) | 0,12 | 0,18 | bis | 0,08 | |||||||||||
bis -11 |
2) | (5 bis xlO-11 |
0,22 | bis | 0,22 | bis | ||||||||||
4 bis 0 -10 |
(4 bis xlO-10 |
bis | 0,15 | |||||||||||||
(4 xlO |
bis | 0,15 0,20 |
bis | 0,10 0,12 |
bis | 0,10 bis 0,50 |
||||||||||
α XlO |
-11 | (5 bis 7) ΧΙΟ"10 |
0,10 0,20 |
bis | ||||||||||||
(0, XlO |
0,15 0,25 |
|||||||||||||||
(6 | (5 bis 1O | 0,08 | 0,12bis | 0,15 | ||||||||||||
xlO | xlO-11 | 0,12 | 0,15 | bis 0,50 |
||||||||||||
ZÖ4 IZ
14 | — >c — | 16 | -Z. | 17 18 | - - | ·-* ... | 19 | bis | |
13 | 15 | 0,1 | -50 bis | ||||||
0,25 bis | 2,0 | bis | +60 | ||||||
2,5 | 0,7 125 |
-50 bis +40 |
|||||||
10 | 0,5 bis 15 |
0,1 1,0 |
bis | -260 bis +150 |
bis 6 bis 20 |
||||
0,06 bis 0,10 |
0,25 bis 2,5 |
0,1 | bis | -80 bis | 20 40 |
6 bis | |||
0,1 bis | 1,5 | bis | +80 | 50 | |||||
2,0 | 1,0 | -I50 bis | |||||||
¥ | 1,0 bis | 40 | bis | +200 | 10 | ||||
25 | 20 | ||||||||
,10 bis | 15 | 5,0 bis | 4 bis | -260 | bis | 40 | bis | 10 bis | |
,30 | 100 | 250 | +300 | 80 | 150 | ||||
2 bis | 1 bis | -260 | bis | 20 | bis | ||||
150 | 500 | +300 | 40 | ||||||
0 | 0,05 bis | 0,2 bis | -260 | bis | 10 bis | ||||
0 | 4,0 | 2,0 | +360 | 20 | |||||
Tabelle 2. Hauptkennwerte elektrisch leitender Selust- '
schmier koiupos it ionsmat er ialien, hergestellt nach
Methoden der Pulvermetallurgie
Land | Bürstenklasse | Dichte | , Härte, | Druckfestig | Spezifi |
g/cm-5 | kp/mm | keit, ρ kp/mm |
scher elektri scher Volumen wider stand , |
||
Λ mm2 | |||||
m | |||||
1 | 2 ■ . | 3 | 4 | 5 | 6 |
UdSSR | Silber-Graphit | 7,2 | IO bis | 27 | 0,08 |
15 | |||||
Kupfer-Graph it | 6,5 | 12 bis | 22 | 6,0 | |
16 | |||||
Silberhaltig | 6,7 | 7,5 | 0,32 | ||
(mit Palladium- | |||||
Zusatz) | |||||
Frank | |||||
reich | Kupfer-Graphit | 2,35 | 45 nach | 7,2 | |
Shore | |||||
Silber-Graphit | Ö,2 | 10 nach | 0,1. | ||
Shore | |||||
Groß | Met all-Graphit | 15 | |||
britan nien |
70 | ||||
Öster | metallhaltig | 2,5 | 20 | 3,5 | 8,0 |
reich | • 4,6 | 12 | 2,5 | 0,18 | |
Ungarn | Metall-Graphit | 8 bis | 0,08 | ||
12 (naoh | |||||
Shore) |
Reib | Bürstenüber | Höchst- | Zulässige | Medium | Anmer |
ungs | gangsspan | zulässige | Strom | kung | |
zahl | nung, V | Gesehwin- | dichte,- | ||
d igke it, | A/cm2 |
m/s
10
12
0,2
0,16
0,16
0,1
1,9
55
20
Luft
Luft Luft
Luft, größere Höhen
Feuchtigkeitsbeständigkeit
Betrieb im Vakuum Torr, 10 min Empfohlene Paarung
1
0,12 < 1,4
<:0,l 0,4 bis 0,7
0,06 1,7
0,12 0,5
20
20
30
30
30 20
20 30
LuftVakuum Luft
0,00
0,6
30
Claims (1)
- PATENTANWÄLTE ZELLE. I* Tl N80OO MÜNCHEN 2Institut Mechanik! Metallo-polime'rnych 17 = Juli 1981Sistem Akademii Nauk Belorusskoj SSR, P 86 587RZ/fr Gomel / UdSSRSSLBSTSCHMIERKOMPOSITIQNSMATBEIALPlTMT ANSPRÜCHE sIe Selbstschiaierkomposit ionsmaterial, welches eine IvIet al !matrix dar at eilt s die f unkt ions He Zusatzstoffe enthält, dadurch gekennzeichnet „daß die Matrix durch zwei Komponenten gebildet wird, wobei- die eine Komponente die Schalen der funktioneilen Zusatzstoffe bildet,- die zweite Komponente in den Zwischenräumen zwischen den Schalen untergebracht ist ο2. Selbstschmierkompositionsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen eine reguläre Zellenstruktur bilden»2 3· Selbstschmierkoinpositionsiiiaterial nach Anspruch 1 oder Γ&d ar ch gekennze ichnet, daß die die reguläre Zellenstruktur bildenden Schalen in Hiohtung zur Kontaktflächedes Materials mit dem Gegenteil abnehmende Abmessungen aufweisen.einem der4. Selbstsohmierkompositionsmaterial nach/Ansprüoiip 1bis ^, dadurch. gekennzeich.net, daß man als Komponenten der Matrix- Metalle der III. bis VI.Periode des Periodensystems,- Legierungen dieser Metalle,- Metalle der III. bis 71. Periode des Periodensystems und Legierungen dieser Metalle Terwendet,einem der (J5. Selbstscnmierkompositionsmaterial nach/Ansprüche 1bis 4, dadurch. gekennzeichnet, daß es fuuktioneile Zusatzstoffe in einer Menge von 3 bis 80 Volumenprozent enthält, wobei das Verhältnis der maximalen Abmessungen des Zusatzstoffe zum minimalen Abstand zwischen diesen 0,7 bis 10 beträgt.einem der6. Selbstschmierkompositionsmaterial nach/Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, daß man als funktioneile Zusatzstoffe- härtbare Polymere,- thermoplastische Polymere
verwendet.7. öelbstschmierkompositionsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als härtbare Polymere- Phenol-Formaldehyd-Harz,- glasfasergefülltes Epoxydharz,- Polyimidharz
verwendet.-j- 17-Ur"-οϊο. Selbstschmieskompos it ionsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als thermoplastische Polymere- Polyäthyl®ns- Ölgefülltes Polykaproamid,- Polytetrafluorethylenverwendet.einem der9. Selbstschmierkompositionsmaterial nach7 Anspruch= 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als funktionelle Zusatzstoffe pulverförmige Produkte des thermischen bzw. des thermooxydativen Abbaus der härtbaren bzw.der thermoplastischen Polymere vtrroenditoeinem der v10. SelbstschmierkompositionsmateEial nach /Ans pr ucbs 1bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß in diesem als funktionelle Zusatzstoffe zusätzlich» Pulver der Metalle des III. bis VI. Periode des Periodensystems oder- Osiyda .dieser Metallein einer Menge von O95 bis 45%s bezogen auf das Gesamtvolumen der funktionell©n Zusatzstoffe, enthalten sind»einem derHe SelbstsohmisskompositionsHiateEial nach/Ansprüche 1 bis 9s dadurch gekennzeichnet, daß in diesem als funktionell® Zusatzstoff© zusätzlich- Bor,- Kohlenstoff oder- Siliziumin Form von -Fasern in einer Meng® von 2 bis 90%, bezogen auf das Gesamtvolumen der funktioneilen Zusatzstoffe, enthalten s ind.einen der12. Selbstscimierkompositionsmaterial nach/Ansprüclf 1 bis9idadurch gekennzeichnet, daß in diesem als funktionelle Zusatzstoffe zusätzlich Metalle der III. bis VI. Periode des Periodensystems in Form von "Barten11 in einer Menge von 2 bis 90%, bezogen das Gesamtvolumen der funktiohellen Zusatzstoffe, enthalten sind.
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