PL49833B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 14.X.1960 Wielka Brytania Opublikowano: 28.VII.19S5 KI. 49833 W, 33/A MKP UKD We, Wlasciciel patentu: The Glacier Metal Company Limited, Alperton, Wembley, Middlesex (Wielka Brytania) 'j'luotek.-v ¦ tnt<^t:. r-.-— . ... » Material lozyskowy Wynalazek dotyczy materialu lozyskowego zlo¬ zonego z tworzywa sztucznego zespolonego z ok¬ reslonym podlozem.Dotychczas jako material lozyskowy stosowano material, którego powierzchnia lozyskowa byla wytwarzana z co najmniej jednej warstwy z two¬ rzywa plastycznego mianowicie z polifluorocety- lenu z róznymi materialami wypelniajacymi, jak np. sadza weglowa, miedz, tlenek miedziowy lub miedziawy, w ilosci dochodzacej do 40°/o objetos¬ ciowych lub bez tych materialów.Ten material jest jednak drogi i nie jest od¬ porny na wysokie temperatury, przy czym w wyz¬ szych temperaturach nie wykazuje wlasciwosci, jakim winien odpowiadac material lozyskowy.Okazalo sie niespodziewanie, ze doskonale wla¬ sciwosci jako material lozyskowy wykazuje teref- talan polietylenu, odznaczajacy sie duza odpor¬ noscia na wysokie temperatury i na dzialanie olejów silnikowych w wyzszych temperaturach.Badania wykazaly przy tym, ze to tworzywo pla¬ styczne jest bez porównania lepsze do celów lo¬ zyskowych anizeli nylon, polietylen, polipropylen.Wynalazek polega zatem na zastosowaniu w ma¬ teriale lozyskowym jako tworzywa plastycznego tereftalanu polietylenu.Dla uproszczenia warstwa tworzaca powierz¬ chnie lozyskowa bedzie nazywana w dalszym ciagu opisu jako warstwa tereftalanu polietylenu, które to wyrazenie nalezy rozumiec zarówno jako za- 10 15 20 25 30 sadniczo czysty tereftalan polietylenu jak równiez mieszanine tereftalanu polietylenu z jednym lub kilkoma wypelniaczami w ilosci do 40°/o objeto¬ sciowych. W lozysku slizgowym wedlug wynalaz¬ ku powierzchnia slizgowa moze byc tereftalan polietylenu w jednej z trzech postaci alotropo- wych.W jednej z postaci wynalazku tereftalan poliety¬ lenu warstwy lozyskowej jest w postaci poli¬ krystalicznej, w której w masie tereftalanu poliety¬ lenu sa umiejscowione czesci „krystalitów" kiedy tereftalan polietylenu ma postac krystaliczna.W tereftalanie polietylenu w postaci „krystali¬ tów" stopien zorientowania czasteczek jest znacz¬ ny, chociaz czasteczki wzgledem krystalitów nie sa zorientowane w tym samym kierunku.W innej postaci materialu lozyskowego wedlug wynalazku tereftalan polietylenu warstwy lozy¬ skowej ma postac amorficzna (bezpostaciowa), to znaczy postac, w której zorientowanie czasteczek tereftalanu polietylenu jest zupelnie przypadko¬ we, albo tez tereftalan polietylenu ma postac, która w dalszym ciagu opisu bedzie nazywana „postacia zorientowana", w której wiekszosc cza¬ steczek tereftalanu polietylenu jest zorientowana w jednym wspólnym kierunku.W materiale lozyskowym wedlug wynalazku te¬ reftalan polietyleriu, stanowiacy powierzchnie lo¬ zyskowa, moze byc przytwierdzony mechanicznie do podloza metalowego, a to podloze moze byc 4983349833 samo przymocowane do innego podloza lub pod¬ stawy, przy czym podloze stanowi w tym przy¬ padku warstwe powierzchniowa na podstawie. Ko¬ rzystnie stosuje sie wiazanie mechaniczne miedzy przyleglymi czesciami warstwy lozyskowej tere- ftalanu polietylu i podlozem metalowym.Wiazanie mechaniczne moze byc zastosowane przez obrabianie odpowiedniej powierzchni podlo¬ za metalowego chemicznie, np. przez wytrawianie, fosforowanie lub anodowanie albo mechanicznie, jak np. obrabianie strumieniem piasku dla wytwo¬ rzenia szeregu porów lub wglebien, w których czesci warstwy tereftalanu polietylenu moga byc doprowadzone do rozrzerzania sie dla zapewnie¬ nia wymaganego wiazania mechanicznego. W in¬ nej odmianie podloze metalowe moze byc poro¬ wate, np. gdy podloze jest wykonane z metalu spieczonego, a warstwa lozyskowa jest przytwier¬ dzona do podloza przez wtloczenie tereftalanu polietylenu razem z warstwa powierzchniowa do porów lub innych wglebien w przyleglej po¬ wierzchni podloza metalowego.Mechaniczne wiazanie miedzy powierzchnia lo¬ zyskowa i podlozem nie jest jednak istotne. Po¬ wierzchnia lozyskowa tereftalanu polietylenu moze byc przymocowana do podloza za pomoca odpo¬ wiedniego kleju, jak np. zywicy epoksydowej.Stwierdzono, ze dobre wiazanie mozna otrzymac miedzy warstwa lozyskowa tereftalanu polietylenu i podlozem z miedzi lub stopu miedziowego, w któ¬ rym miedz jest skladnikiem przewazajacym, jezeli warstwa jest nalozona przez rozprowadzenie roz¬ topionego tereftalanu polietylenu na podlozu mie¬ dzianym, a nastepnie nagle ochlodzenie uwarst¬ wionego podloza. Najlepiej jezeli podloze miedzia¬ ne jest na podstawie stalowej, a miedz jest na¬ lozona na stal galwanicznie.Wynalazek niniejszy obejmuje takze material lozyskowy, skladajacy sie z wielowarstwowego ar¬ kusza lub pasma metalowego posiadajacego war¬ stwe tereftalanu polietylenowego, przytwierdzona przynajmniej do jednej powierzchni. Podloze me¬ talowe moze byc na podstawie skladajacej sie z jednej lub kilku warstw. odpowiedniego mate¬ rialu lub materialów. Z takiego materialu lozy¬ skowego moga byc formowane lozyska w dowolny znany sposób.Najlepiej, jezeli taki material lozyskowy jest wykonany przez nalozenie warstwy roztopionego tereftalanu polietylenu na powierzchnie arkusza metalowego i pozostawienie calosci do ostygniecia.Taka metoda posiada zalete prostoty, ale wiazanie miedzy tereftalanem polietylenu i podlozem me¬ talowym jest stosunkowo slabe. W materiale lo¬ zyskowym tak wykonanym, warstwa lozyskowa z tereftalanu polietylenu ma postac polikrysta¬ liczna.W odmiennym sposobie wytwarzania materialu lozyskowego wedlug wynalazku tereftalan poliety¬ lenu w postaci pasma lub arkusza jest przytwier¬ dzony do podloza metalowego, np. stali, za pomoca kleju, np. zywicy epoksydowej. Dla polepszenia wiazania miedzy warstwa tereftalanu polietylenu i powierzchnia podloza, na która tereftalan po¬ lietylenowy ma byc nalozony, moze byc uczyniona powierzchnia chropowata na drodze chemicznej lub mechanicznej. Arkusz tereftalanu polietylenu . lub pasmo zostaja nawalcowane na obrobiona po- --¦¦ wierzchnie po nalozeniu na niej kleju. Taka meto- 5 da moze byc np. uzyta dla otrzymania materialu lozyskowego, w którym tereftalan polietylenu jest w postaci „zorientowanej". Taka metoda nie wy¬ nika z zadnej przemiany jednej postaci:na druga tereftalanu polietylenu jak np. moze sie zdarzyc io w opisanej wyzej metodzie, w której tereftalan polietylenu zostaje, ^roztopiony i nastepnie pozo¬ stawiony do powolnego chlodzenia, poniewaz te¬ reftalan polietylenu w postaci amorficznej prze¬ mienia sie na ogól na postac polikrystaliczna i5 w temperaturach ponad okolo 80 °C.Wedlug innej metody otrzymywania materialu lozyskowego, posiadajacego tereftalan polietylenu w postaci polikrystalicznej lub ziarna polikrysta¬ licznego, tereftalan polietylenu jest rozkladany na 20 podloze z metalu spieczonego i to podloze oraz ziarnisty tereftalan polietylenu zostaja nastepnie podgrzane, przewalcowane i nastepnie pozostawio¬ ne do ochlodzenia. ' ' Material lozyskowy, w którym tereftalan poli- 25 etylenu jest w postaci amorficznej, moze byc wy¬ konany przez nawalcowanie pasma lub arkusza tereftalanu polietylenowego w postaci amorficznej na ogrzewane podloze materialu spieczonego, a na¬ stepnie, nagle ochlodzenie zespolonego tereftalanu 30 polietylenu i podloza.Która z trzech postaci alotropowych tereftalanu polietylenu powinna byc uzyta w zespole lozysko¬ wym wedlug wynalazku najlepiej mozna ustalic z rozwiazan zastosowania, do którego zespól ma 35 byc przeznaczony i- metody wedlug wynalazku, za pomoca której zespól jest wytwarzany albo ma¬ terial lozyskowy z którego zespól ma byc for¬ mowany.Stwierdzono, ze z trzech postaci, polikrystalicz- 40 ny tereftalan polietylenu daje najtwardsza po¬ wierzchnie lozyskowa i najmniej podlega zuzyciu w warunkach, w których blona smaru, znajdujaca sie miedzy powierzchnia lozyskowa a powierzchnia z która wspóldziala, wykazuje sklonnosc do przer- 45 wania. Poza tym sposób wyrobu jest prosty i tani.Z drugiej strony polikrystaliczna warstwa lozy¬ skowa jest stosunkowo krucha i wykazuje sklon¬ nosc do pekania w warunkach, w których jest poddana dzialaniu zmiennych obciazen. Z tego 50 wzgledu lozyska posiadajace taka warstwe powin¬ ny byc uzywane w warunkach stalych obciazen.Warstwa lozyskowa tereftalanu polietylenu o po¬ staci zorientowanej, chociaz nie jest tak krucha jak warstwa polikrystaliczna, to jednak nie jest 55 tak twarda ani wytrzymala na scieranie. Poza tym taka warstwa lozyskowa przejawia sklonnosc lusz¬ czenia sie pod wplywem zmiennych obciazen i z tego wzgledu podobnie jak w przypadku po¬ likrystalicznych warstw lozyskowych jest na ogól 60 uzywana w przypadkach, w których obciazenie lozyska jest stale.Lozyska posiadajace warstwe lozyskowa terefta¬ lanu polietylenu w postaci amorficznej sa tanie i latwe do wykonania, wykazuja dobre wiazanie 65 miedzy warstwa powierzchni lozyskowej a pod-49833 lozem, a przy uzyciu w warunkach zmiennego obciazania wykazuja na ogól lepsza trwalosc anize¬ li lozyska posiadajace warstwy lozyskowe w jednej z dwóch innych postaci. Tereftalan polietylenu w postaci amorficznej, jezeli nie zawiera wypel¬ niaczy, jest jednak bardziej miekki niz tereftalan polietylenu dwóch innych postaci równiez nie za¬ wierajacych wypelniaczy i na ogól wykazuje wie¬ kszy stopien scieralnosci. Poza tym, w pewnych warunkach temperaturowych wykazuje sklonnosc do przemiany na postac polikrystaliczna. Zastoso¬ wanie wypelniaczy utwardza jednak tereftalan polietylenu w postaci amorficznej.A wiec w tereftalanie polietylenu postaci amor¬ ficznej wystepuje metamorficznosc w temperatu¬ rach w przyblizeniu równych lub przewyzszaja¬ cych 80°C, przy czym tereftalan polietylenu prze¬ twarza sie w tych temperaturach na postac po¬ likrystaliczna. Stwierdzono, ze w lozyskach, w któ¬ rych warstwa tereftalanu polietylenu o postaci amorficznej jest zwiazana ze sztywnym podlozem metamorficznosc moze byc powstrzymana, a ogrze-r wanie moze zachodzic w tereftalanie polietylenu warstwy lozyskowej do temperatury powyzej 80°C bez przemiany na postac polikrystaliczna.Gdy np. lozysko posiada cienka warstwe lozysko¬ wa amorficznego tereftalanu polietylenu zwiazanego z porowatym spieczonym podlozem umieszczonym na podstawie stalowej, temperatura warstwy lozy¬ skowej moze wzrastac do 200°C z bardzo mala, jezeli w ogóle zachodzi, przemiana tereftalanu po¬ lietylenu z postaci amorficznej na postac polikry¬ staliczna.W zaleznosci od postaci alotropowej stosowane¬ go tereftalanu etylenu, praktyczne wykonanie wy¬ nalazku przedstawia sie nastepujaco: Do wytwarzania materialu wedlug wynalazku, w której tereftalan polietylenu ma postac „zorien¬ towana" stosuje sie mieszanine zywicy epoksydo¬ wej jako kleju, którym pokrywa sie pasmo stalo¬ we i na to nawalcowuje pasmo „zorientowanego* tereftalanu polietylenu. Nastepnie klej doprowa¬ dza sie do krzepniecia przez ogrzewanie pasma dwuwarstwowego w temperaturze 120° C.Ulepszone wiazanie miedzy tereftalanem poli¬ etylenu i pasmem stalowym moze byc osiagniete przez odpowiednie schropowacenie powierzchni stalowej i pasków tereftalanu polietylenu. Wiaza¬ nie nastepnie ulepsza sie przez obrobienie schro- powaconej powierzchni tereftalanu polietylenu fe¬ nolem przed przyklejeniem do stali. Taka obróbka polega na przepuszczaniu pasma podgrzanego do temperatury okolo 100°C pod porowatym walcem uprzednio nasyconym fenolem. Porowaty walec moze byc nasycony przez zanurzenie w roztopio¬ nym fenolu (o punkcie topliwosci 41°C) a nastep¬ nie ochlodzenie dla umozliwienia skrzepniecia po¬ chlonietego fenolu.Do wytwarzania wielowarstwowego materialu lozyskowego, z którym warstwa tereftalanu po¬ lietylenu jest w postaci amorficznej stosuje sie pasmo bimetalowe zlozone z warstwy proszku bra¬ zowego i warstwy stalowej, przy czym warstwa spieku powinna posiadac grubosc 0,31 mm, a wiel¬ kosc ziarna proszku brazu odpowiadac 676—1520 65 10 15 20 25 30 35 40 50 60 oczkom mieszczacym sie w 1 cm2 powierzchni sita.Takie pasmo bimetalowe ogrzewa sie nastepnie do 30O°C, poczem przepuszcza sie pomiedzy walcami walcarki wraz z nalozonym pasmem tereftalanu polietylenu o grubosci 0,50 mm, przy czym terefta¬ lan polietylenu pasma jest w postaci amorficznej.Rozstawienie walców dobiera sie tak, zeby przy przechodzeniu przez szczeline tereftalan polietyle¬ nu byl wtlaczany do porów goracej spieczonej warstwy brazu, tak aby ta warstwa brazu spie¬ czonego byla nasycona warstwa tereftalanu po¬ lietylenu w przyblizeniu na grubosci 0,25 mm po¬ nad zewnetrzna powierzchnia brazu. Bezposrednio po nawalcowaniu material lozyskowy ochladza sie nagle przez spryskiwanie woda.Inna odmiana wytwarzania wielowarstwowego materialu lozyskowego, w której warstwa amor¬ ficznego tereftalanu polietylenu jest nakladana na warstwe miedzi, która to warstwa miedzi uprzed¬ nio zostala nalozona na stalowe pasmo, polega na tym, ze dwuwarstwowe metalowe pasmo zlozone z warstwy miedzi i stali z nalozona warstwa mie¬ dzi ogrzewa sie do temperatury 280°C w atmo¬ sferze odtleniajaaej. Gdy tereftalan polietylenu zo¬ staje zmiekczony, blone i arkusz walcuje sie razem dla usuniecia pecherzyków gazu uwiezionego mie¬ dzy tereftalanem polietylenu a miedzia, i naste¬ pnie od razu ochladza sie nagle przez spryskiwa¬ nie woda. Walce sa tak nastawione, ze powierzch¬ nia lozyskowa tereftalanu polietylenu (w postaci amorficznej) po przewalcowaniu i naglym ochlo¬ dzeniu wynosi w przyblizeniu 0,50 mm. Inna znów odmiana wytwarzania wielowarstwowego materia¬ lu lozyskowego, w której ziarna polikrystalicznego tereftalanu polietylowego naklada sie na powierz¬ chnie porowatej warstwy brazu spieczonego na podlozu stalowym, polega na tym, ze calosc ogrze¬ wa sie do temperatury 280°C i nastepnie rozmiek¬ czone ziarna wwalcowuje sie do porów spieczonej warstwy brazowej, aby nasycic przynajmniej te warstwy brazu, które sa najblizsze warstwy te¬ reftalanu polietylenu, pozostawiajac ciagla warst¬ we tereftalanu polietylenu na powierzchni spie¬ czonego brazu na grubosci w przyblizeniu 0,125 mm. Po nawalcowaniu material ochladza sie powoli. Tereftalan polietylenu warstwy lozyskowej uformowanej ta metoda ma postac polikrysta¬ liczna.Tereftalan polietylenu zastosowany do wytwa¬ rzania powierzchni lozyskowej zawiera do 40% objetosciowych wypelniaczy i jak wspomniano wy¬ zej, takimi napelniaczami moga byc najlepiej sa¬ dza, miedz, proszek tlenków miedziowych lub mie- dziawych i stopy miedzi.. Wypelniacze moga byc wprowadzone do tereftalanu polietylenu przed na¬ lozeniem na podloze w mieszalniku posiadajacym walce ogrzewane do temperatury ponad 260°C.Stwierdzono, ze wypelniacze przedluzaja trwalosc lozysk podlegajacych obciazeniom cyklicznym lub zmiennym. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Material lozyskowy, którego powierzchnia lozy-49833 7 8 skowa jest utworzona co najmniej z jednej warst- tosciowych lub bez tych srodków, znamienny tym, wy tworzywa plastycznego, z jednym lub kilkoma ze tworzywo plastyczne stanowri tereftalan poli- srcdkami wypelniajacymi go w ilosci do 40%) obje- etylenu. k. go PZG w Pat). Zam. 598--Ó5 400 egz. f. A-4 ) PL