PL184465B1

PL184465B1 - Sposób wytwarzania materiału na łożyska ślizgowe i materiał na łożyska ślizgowe

Info

Publication number: PL184465B1
Application number: PL97323704A
Authority: PL
Inventors: Kraft@Erik; Roos@Udo; Schwarze@Hubert; Piesch@Thomas
Original assignee: Federal Mogul Deva Gmbh
Priority date: 1996-12-14
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2002-11-29
Also published as: EP0852298A1; PL323704A1; JPH10204506A; EP0852298B1; ES2189917T3; US6042778A

Abstract

1. Sposób wytwarzania materialu na lo- zyska slizgowe, samosmarownego, nie wyma- gajacego konserwacji, wielowarstwowego, skladajacego sie z napiekanej na metaliczny rdzen, porowatej warstwy brazu, której pory sa poprzez infiltracje prózniowa wypelnione po- liczterofluoroetylenem, znamienny tym, ze na rdzen (1) naklada sie zlozony z ziarn róznej wielkosci proszek brazu o sredniej wielkosci ziarna okolo 40 µm i dendrytycznym ksztalcie ziarna, nastepnie spieka sie rdzen (1) w piecu w temperaturze okolo 800°C w atmosferze gazów ochronnych i podczas spiekania walcuje na goraco, wytwarzajac na calej grubosci warstwy (2) brazu porowatosc wynoszaca od 40 do 70%, nastepnie infiltruje sie pory do zawartosci po- liczterofluoroetylenu równej 20% wagowych, po czym zageszcza sie warstwe (2) brazu. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materiału na łożyska ślizgowe i materiał na łożyska ślizgowe.

Tego typu materiały są zazwyczaj wielowarstwowe i składają się z napiekanej na metaliczny rdzeń, porowatej warstwy brązu, której pory są wypełnione policzterofluoroetylenem (PTFE). Materiały takie są samosmarowne i nie wymagają konserwacji.

Wielowarstwowe materiały na łożyska ślizgowe stosuje się w wielu dziedzinach techniki, na przykład do maszyn w przemyśle spożywczym i przemyśle urządzeń gospodarstwa domowego. Duże korzyści ekonomiczne osiąga się między innymi dzięki rezygnacji ze skomplikowanych urządzeń smarujących.

184 465

Łożyska, wytwarzane z tego typu materiałów, są już znane. Składają się one z napiekanej na taśmę stalową warstwy brązu, w którą wprasowana jest, w sposób zabezpieczony przed ścieraniem, warstwa poślizgowa z PTFE i ołowiu.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE OS 35 16 649 znane jest samosmarowne łożysko z materiału, zawierającego warstwę, składającą się z mieszaniny tlenku ołowiu i żywicy na bazie PTFE. Warstwa jest tak ukształtowana, że wypełnia przestrzenie pomiędzy porowatą warstwą spiekanego metalu, a także pokrywa warstwę spiekanego metalu. Pastę, składającą się z PTFE i ołowiu, nanosi się na warstwę spiekanego metalu za pomocą walca powlekającego.

Z brytyjskiego opisu patentowego nr GB 707 065 znany jest sposób próżniowej impregnacji, za pomocą którego osadza się policzterofluoroetylen w porach powierzchni metalicznej. Powierzchnia ma porowatą warstwę, jednak opis ten nie zawiera żadnych danych odnośnie porowatości. Z brytyjskiego opisu nr 754 115 znana jest warstwa brązu o objętości porów równej 30%. Pory mogą być wypełniane dowolnym sposobem impregnacji. Porowatość warstwy brązu uzyskuje się poprzez nałożenie proszku brązu o określonej wielkości ziarna. Tak wytworzona porowatość nie wystarcza, aby na całej grubości warstwy brązu osiągnąć równomierną impregnację. Udział policzterofluoroetylenu na powierzchni warstwy brązu jest większy niż w obszarze położonym głębiej.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania materiału na łożyska ślizgowe, który umożliwia wytwarzanie materiału o wyjątkowo niskich współczynnikach tarcia i szybkościach ścierania, nadającego się do zastosowania zwłaszcza w przemyśle spożywczym, przy czym na całej grubości warstwy należy osiągnąć równomierny rozkład policzterofluoroetylenu. Zadaniem wynalazku jest również opracowanie materiału na łożyska ślizgowe, który spełnia powyższe wymagania.

Sposób wytwarzania materiału na łożyska ślizgowe, samosmarownego, nie wymagającego konserwacji, wielowarstwowego, składającego się z napiekanej na metaliczny rdzeń, porowatej warstwy brązu, której pory są poprzez infiltrację próżniową wypełnione policzterofluoroetylenem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na rdzeń nakłada się złożony z ziarn różnej wielkości proszek brązu o średniej wielkości ziarna około 40 pm i dendrytycznym kształcie ziarna, następnie spieka się rdzeń w piecu w temperaturze około 800°C w atmosferze gazów ochronnych i podczas spiekania walcuje na gorąco, wytwarzając na całej grubości warstwy brązu porowatość wynoszącą od 40 do 70%, następnie infiltruje się pory do zawartości policzterofluoroetylenu równej 20% wagowych, po czym zagęszcza się warstwę brązu.

Korzystnie infiltrację prowadzi się w czasie około 15 minut.

Korzystnie materiał na łożyska ślizgowe suszy się w piecu w temperaturze od około 40 do 90°C.

Korzystnie zawiesina policzterofluoroetylenu zawiera wodę i cząstki policzterofluoroetylenu o różnej wielkości.

Korzystnie po procesie walcowania na gorąco spieka się warstwę brązu za pomocą ciągłego nagrzewania i krótkotrwałego utrzymywania temperatury.

Korzystnie na warstwę stosuje się brąz, składający się z 80 do 95% wagowych miedzi i 5 do 20% wagowych cyny.

Korzystnie na warstwę stosuje się brąz, składający się ze stopów Al, Zn, Pb, Mg.

Korzystnie na warstwę stosuję się brąz Cu87Snl3. Korzystnie stosuje się warstwę brązu o grubości około 0,5 do 10 mm.

Materiał na łożyska ślizgowe, samosmarowny, nie wymagający konserwacji, wielowarstwowy, składający się z napiekanej na metaliczny rdzeń, porowatej warstwy brązu, której pory są wypełnione policzterofluoroetylenem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że policzterofluoroetylen jest rozmieszczony równomiernie na grubości warstwy brązu i stanowi substancję poślizgową przy czym substancja poślizgowa jest zawarta całkowicie w obrębie warstwy brązu.

W przeciwieństwie do dotychczasowych sposobów nawalcowywania i impregnacji policzterofluoroetylenu, warstwa poślizgowa według wynalazku nie wystaje poza warstwę

184 465 brązu, nie tworzy zatem powłoki lub warstwy wierzchniej. Za pomocą sposobu według wynalazku osiąga się dokładnie określoną gęstość względnie porowatość warstwy brązu. Porowatość jest w przybliżeniu równomierna od powierzchni aż do metalowego rdzenia. W ten sposób spełniony jest warunek jednorodnego rozkładu policzterofluoroetylenu w całej strukturze, co znaczą, że w pobliżu rdzenia policzterofluoroetylen istnieje w takiej samej ilości, co w obszarach przypowierzchniowych. Współdziałanie procesu walcowania na gorąco z wysoką temperaturą około 800°C umożliwia uzyskanie sterowanej w określony sposób, otwartej porowatości. Dzięki infiltracji próżniowej osiąga się z jednej strony jednorodną strukturę, z drugiej zaś lepszą przyczepność materiału na bazie policzterofluoroetylenu. Ponadto stale zapewnione jest wystarczające i równomierne uwalnianie środka smarnego przy zachowaniu dobrych własności mechanicznych i fizycznych. Wynalazek umożliwia rezygnację z dodatkowych stałych substancji smarnych, jak ołów lub grafit. Z jednej strony osiąga się dzięki temu lepsze tłumienie drgań w porównaniu do materiałów na łożyska ślizgowe z dodatkowymi stałymi substancjami smarnymi, z drugiej zaś cecha ta pozwala na stosowanie materiału również w przemyśle spożywczym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym pojedyncza figura przedstawia wielowarstwowy materiał na łożyska ślizgowe w przekroju.

Wykonany ze stali rdzeń 1, który może być również pokryty miedzią, pokrywa się proszkową warstwą 2 brązu o dokładnie określonym ciężarze i grubości. Brąz składa się z proszków poszczególnych pierwiastków lub z proszków stopowych. Pokryty w ten sposób proszkiem rdzeń 1 spieka się wstępnie w określonej temperaturze w piecu taśmowym. Po spiekaniu przeprowadza się walcowanie na gorąco z dokładnie regulowaną temperaturą, a następnie spiekanie końcowe. W ten sposób powstaje płytka stalowa z określoną porowatą warstwą 2 brązu. Produkt ten doprowadza się następnie do pojemnika, w którym wytwarza się próżnię. Do pojemnika doprowadza się wówczas zawiesinę policzterofluoroetylenu, składającą się w zasadzie z wody, emulgatora i proszku policzterofluoroetylenu. Po wystarczająco długim okresie infiltracji z pojemnika usuwa się zawiesinę, wyjmuje materiał na łożyska ślizgowe i kieruje go do pieca do suszenia, a następnie zagęszcza na zimno za pomocą walcowania. Policzterofluoroetylen 3 znajduję się w porach warstwy 2 brązu i pełni funkcję stałej substancji smarnej.

Otrzymany w ten sposób materiał na łożyska ślizgowe poddaje się następnie obróbce skrawaniem, co pozwala na wykonanie łożysk ślizgowych o najróżniejszych wymiarach.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania materiału na łożyska ślizgowe, samosmarownego, nie wymagającego konserwacji, wielowarstwowego, składającego się z napiekanej na metaliczny rdzeń, porowatej warstwy brązu, której pory są poprzez infiltrację próżniową wypełnione policzterofluoroetylenem, znamienny tym, że na rdzeń (1) nakłada się złożony z ziarn różnej wielkości proszek brązu o średniej wielkości ziarna około 40 pm i dendrytycznym kształcie ziarna, następnie spieka się rdzeń (1) w piecu w temperaturze około 800°C w atmosferze gazów ochronnych i podczas spiekania walcuje na gorąco, wytwarzając na całej grubości warstwy (2) brązu porowatość wynoszącą od 40 do 70%, następnie infiltruje się pory do zawartości policzterofluoroetylenu równej 20% wagowych, po czym zagęszcza się warstwę (2) brązu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że infiltracje prowadzi się w czasie około 15 minut.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał na łożyska ślizgowe suszy się w piecu w temperaturze od około 40 do 90°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesina policzterofluoroetylenu zawiera wodę i cząstki policzterofluoroetylenu (3) o różnej wielkości.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po procesie walcowania na gorąco spieka się warstwę (2) brązu za pomocą ciągłego nagrzewania i krótkotrwałego utrzymywania temperatury.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na warstwę (2) stosuje się brąz, składający się z 80 do 95% wagowych miedzi i 5 do 20% wagowych cyny.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na warstwę (2) stosuje się brąz, składający się ze stopów Al, Zn, Pb, Mg.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na warstwę (2) stosuje się brąz Cu87Snl3.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się warstwę (2) brązu o grubości około 0,5 do 10 mm.
10. Materiał na łożyska ślizgowe, samosmarowny, nie wymagający konserwacji, wielowarstwowy, składający się z napiekanej na metaliczny rdzeń, porowatej warstwy brązu, której pory są wypełnione policzterofluoroetylenem, znamienny tym, że policzterofluoroetylen (3) jest rozmieszczony równomiernie na grubości warstwy (2) brązu i stanowi substancję poślizgową, przy czym substancja poślizgowa jest zawarta całkowicie w obrębię warstwy (2) brązu.