235664

Всесоюзная ИЙТОНТ 1;О.:.: . пЭОКМ бн отб МЬО П И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК ПАТЕИТУ Зависцмый от патента Ъв Заявлено 24.Х 1.1961 ( 753136/23-5) присоединением заявки Ъе 1 ПК Г 06 с риоритетпубликовацо 16.1. Комитет по аелам изобретений н открытий прн Совете Министров СССРУДК 678.674.046:621.82 (088.8) 10.1.1 етснь,Й 5 Дата опубликования описания 1969 Авторыизоорстения Ино тер Гарнет форрестер(А Иностра Дзи Глэсиер Меттранцыи Джорджглця)нцая фирмл Компан ристофер Пратт аявитсль митед лт ЗГОТОВЛЕНИЯ ОПОР ПОДШИ П Н ИК АТЕР ИАЛ Известен материал для изготовления опорных подшипников, в частности таких деталей, как поршневые кольца, поршни, цилиндры, обоймы или сепараторы для шариковых или роликовых подшипников и скользягцие электрические контакты типа щеток.Предложен материал, в котором по крайнец мере часть опорного подшипника состоит цз слоя пол иэтилентерефталата, не содержащего или содержащего вплоть до 40% (по объему) одного или нескольких наполнителей, причем этот слой имеет толщину, не превышающую 3,175 л 1 лт, Предпочтительно, однако, чтобы толщина слоя находилась в интервале 0,254 - 0,762 тм,При использовании наполнцтелей, последние могут включать, например, металлическую пудру или волокна, порошкообразные ок 1 сц металлов, пластические материалы, например политетрафторэтилен в виде порошка или волокон, порошкообразный графит или асбест, или стекловолокно. Предпочтительными наполнителями являются газовая сажа, медь и окиси двухвалентной и одновалентной меди. Для удобства слой, образующий опорную поверхность, назван слоем полиэтилентерефталата, термин включает как чистый полиэтилентерефталат, так и полиэтилентерефталат, смешанный с одним или несколькими наполнцтелямц, количество которых может достигать 40 об э,оВ опорных подшипниках цз предлагаемогоматериала опорные поверхности могут пред ставлять собой любую цз трех аллотропныхформ нолиэтилентерефталата (поликристаллическую, аморфную цлц орцентцрованную).Полиэтилентерефталат, образующий опорную поверхность, можно механически фиксировать О на металлическоц подложке ц подложк фиксировать на следующей подложке, причем эта подложка в таких случаях образует металлическую опору. Для удобства механическое скрепление осуществляется между смежными 5 частями опорного слоя полиэтилентерефталата ц х 1 ета;лцческо подложкой.Механическое сцепление можно создать обработкой соответствующей поверхности металлической подложки химическим способом, 20 например травлением, фосфатированием илианодцрованием, цлц чисто механическим способом, например обработкой на пескоструйном аппарате для создания множества пор, в которые могут проникнуть отдельные участки 25 слоя полиэтилентерефталата и создать темсамым требуемое механическое сцепление.В одном из вариантов можно использовать пористуо металлическую подложку, так как в случае, если подложку изготовляют цз спе5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3ченного металла, опорный слой, фиксируемый нз подложке путем прп)кимяния полиэтилентерефта,чата вд)лком, образует единое целое с опорным слоем благодаря проникновению материала в поры или в промежутки прилегающей,поверхности металлической подложки.Создание механического сцепления между опорной поверхностьк 1 подложкой, однако, несущественно.Так, опорный слой из полпэтплентерефтзлзтз мо)(но прикрепить к подло)кке п)Р помощи подходящего клея, например при помощи эпоксидной смолы, Найдено, что хорошего сцепления можно достигнуть между Опорным слоем из полиэтилентерефталата и подложкой из меди или пз медного сплава, в котором преобладает медь, например, если этот слой наносят путем распределения расплавленного полиэтилентерефталата по медной подложке и последующей закалки подло)кКР 1 с покрытием. ДЛР удобства медную подложку помещают на стальную опору, причем медь наносят на сталь гальваническим способом.В соответствии с другим вариантом изобретение включает материал для опорных поверхностей, состоящих пз многослойных листов или полос, включающих металлическую подложку со слоем полиэтплентерефталата, прикрепленным по меньшей мере к одной пз поверхностей. Металлическую подло;кку можно, если потребуется, поместить на опору, состоящую из одного или нескольких слоев подходящего материала.Изобретение включает также метод изготовления материала для опорных подшипников предпочтительно в форме листов или полос с покрытием, в которых слой полиэтилентерефтР 1 лятя фи(си)Овзн ня поверхност 11 металлической под,чожки. Весьма удОб)но полуать такой материал для опорных поверхностей путем нанесения слоя расплавленного почиэтлснтерефта.чатз на поверхность металлического листа с последующим охлз)кдением полученного материала. Этот метод достаточно прост, но прочность сцепления между ПО- лиэтилентерефталатом и металлпческои подлож 1(О 1 Относительно низ(з, В полу ченом таким способом материале для изготовлеппя ОПО)н 11 х по;шипников и)чэтпленте)ефтг 11 Т опорного слоя находится в поликристзллической форме.В Одном из вариантов Метода 11 зготовлен 1 я и )1) еДлг 3 е м ь х х 1 а те Р и Я л О В О и О ) н 1) х и Од ш и и н и. ков полиэтилентерефталат в форме полосы или листа крепят к металлической подложке при помощи клея, например из эпоксидной смолы, Для улучшения прочности сцепления между слоем полиэтилентерефталата и подложкой поверхность подложКи, нз котору 1 о наносят пол иэтилентерефтялят, можно подвергнуть химической или механической обработке для повышения степени ее шероховатости и создания лучшего сцепления; в дальнейшем полосу или лист полиэтилентерефталзтз прижимают валком к обработанной поверхно 4стп после нанесения ня нее клея, Этот метод может быть, например, использован для созданя мзтерР 1 алз д;1 я опорных подшипников, в котором полпэтплентерефталат находится в ориентированной форме. Метод не приводит к переходу использованного полиэтплентерефталята из одной формы в другую, как это может произойти, например, в описанном выше МЕТОДЕ, В Котором ПОЛИЭТИЛЕНТЕ)сфталат РЯС- плавляют и дают ему медленно охладиться, так как полиэтилентерефталат, находящийся в аморфной форме, как правило, превращается в поликристалличеокую форму при температурах, превышающих примерно 80"С.В одном из вариантов метода получения материала для опорных подшипников с полиэтилентерефтал атом в поликристаллической форме гранулы поликристаллического полиэтилентерефталата распределяют на подложке из спеченного металла и подложку вместе с гранулированным полиэтилентерефталатом после этого нагревают, вальцуют и наконец охлаждают.Материал для опорных подшипников, в котором полиэтилентерефталат находится в аморфной форме, можно изготовлять накатыванием ,на вальцах листов или полос полиэтилентерефталата аморфной формы на нагретую подложку из спеченного материала с последующей закалкой полиэтилентерефталата и подложки, Выбор аллотропной формы полиэтилентерефталата из трех имеющихся его аллотропных форм для использования в опорных подшипниках определяется последующим назначением опорных подшипников и методом создания готового изделия или материала для опорных подшипников, пз которого изготавливается изделие.Найдено, что из трех существующих форм полкрист 1 ллическиР полиэтплентерефталат обеспечивает получение наиболее твердой наружной поверхности опорного подшипника и меньше всего подвергается износу в условиях, в которых возникает возможность разрушения пленки смазочного материала, находящейся между опорной поверхностью и поверхностьО, с которой она соприкасается, С другой стороны, полпкристаллический опорный слой является относительно хрупким и имеет тенденци 1 о к растрескиванию в условиях, в которых он подвергается воздействию переменных нагрузок. Опорные подшипники, имею 1 цпе такой опорный слой, Нак правило употребляются в условиях постоянных нагрузок,Опорный слой полиэтилентерефталата в ориентированной форме не является столь хрупким, как опорный слой из поликристаллического полиэтилентерефталата, но он и не столь тверд и устойчив к износу. Кроме того, такой опорный слой имеет тенденцию к расс,чаиванию в условиях переменных нагрузок и, следовательно, как и и с.ч чае поликристзллических опорных слоев, употребляется в таких услов 15 х, когда наг)узки 51 вляются по. СТОЯННЫМИ, 235664Опорные подшипники, имеющие опорный слой из полиэтилентерефталата в аморфной форме, - дешевы и получаются без затруднений; они обеспечивают хорошее сцепление между опорным слоем и подложечкой и при использовании в условиях переменных нагрузок характеризуются, как правило, более продолжительным сроком службы, чем опорные поверхности с опорными слоями из двух других форм полиэтилентерефталата. Однако пол иэтилентерефталат, находящийся в аморфной форме и не содержащий наполнителей, является более мягким, чем полиэтилентерефталат в двух других формах, не содержащих наполнителей и, как правило, характеризуется более высокой степенью износа, Кроме того, в некоторых температурных условиях он имеет тенденцию к превращению в кристаллическую форму. Введение наполнителей, однако, повышает твердость полиэтилентерефталата, находящегося в аморфной форме.Так, в полиэтилентерефталате, находящемся в аморфной форме, метаморфизация проис. ходит при температурах, примерно равных 80 С или несколько превышающих эту температуру, причем полиэтилентерефталат превращается при этих температурах в поликристаллическую форму. Обнаружено, что в опорных поверхностях, в которых слой полиэтилентерефталата, находящийся в аморфной форме, прикреплен к жесткой подложке, метаморфизация ингибируется, и нагревание можно осуществить при температурах свыше 80 С без превращения полиэтилентерефталата в поли- кристаллическую форму. В случае опорных поверхностей, имеющих тонкий опорный слой из аморфного полиэтилентерефталата, прикрепленного к пористой спеченной подложке, находящейся на стальной опоре, температуру опорного слоя можно повысить до 200 С с незначительным превращением или совсем без превращения полиэтилентерефталата из аморфной формы в поликристаллическую.Несколько методов практического осуществления изобретения описаны в примерах. П р и м е р 1. На стальную полосу наносят клей на основе эпоксидной смолы и сверху на вальцах полосу ориентированного полиэтилентерефталата. Клей после этого отверждают нагреванием двухслойной полосы при температуре 120 С. Подходящей полосой полиэтилентерефталата служит полоса под торговым названием мелинекс, подходящий клей содержит эпоксидную смолу аральдит 105, смешанную с отвердителем 953, причем эпоксидную смолу и агент отверждения употребляют в равных количествах. Подходящими полосами полиэтилентерефталата могут быть полосы типа майлар.Улучшенной прочности сцепления между полиэтилентерефталатом и стальной полосой можно достигнуть дробеструйной обработкой соответствующих поверхностей стали и полиэтилентерефталата. Прочность сцепления, кро 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ме того, улучшается путем обработки той поверхности полосы полиэтилентерефталата, которая обработана на дробеструйном аппарате фенолом до приклеивания полосы полиэтилентерефталата к стальной полосе. Эта обработка состоит в пропускании полосы, нагретой до температуры около 100 С под пористым роликом, предварительно пропитанным фенолом. Пористый ролик можно пропитывать выдерживанием в расплавленном феноле с т. пл. 41 С с последующим охлаждением для перевода поглощенного фенола в твердое состояние,П р и м е р 2. В одном из методов получения многослойного материала для опорных подшипников, в котором слой полпэтплентерефталата находится в аморфной форме, на поверхность стальной полосы, наносят слой бронзовой пудры (от - 66 до +100 меш) толщиной 0,381 лл и подвергают спеканию. Биметаллическую полосу после этого нагревают до 300"С и затем пропускают вместе с наложенной на нее полосой полиэтилентерефталата толщиной 0,508 мм между валками вальцев, причем полиэтилентерефталат полосы находится в аморфной форме. Зазор между валками регулируют таким образом, чтобы при прохождении сквозь него полпэтилентерефталат вдавливался в поры нагретого слоя спеченной бронзы и практически полностью пропитывал спеченную бронзу при толщине верхнего слоя полпэтилентерефталата 0,254 л 1 ль Этот слой располагается поверх внешней поверхности бронзы. Немедленно после вальцеванпя материал для опорных подшипников закаливают путем опрыскивания водой.П р и м е р 3. Пленку аморфного полиэтилентерефталата накладывают поверх слоя меди, нанесенной гальваническим способом на стальную опору, пленку и стальной лист с медным покрытием нагревают до 280 С в восстановительной атмосфере. После того как полиэтилентерефталат размягчается, пленку и лист вальцуют для удаления пузырьков газа, находящихся между полиэтилентерефталатом и медным покрытием, и,немедленно после этого подвергают закалке путем опрыскивания водой. Расстояние между валками устанавливают таким образом, чтобы толщина опорного слоя полиэтилентерефталата после вальцевания и закалки составляла примерно 0,508 льи.П р и м е р 4. Гранулы поликристаллического полиэтилентерефталата помещают на поверхность пористого слоя спеченной бронзы, нанесенной на стальную полосу и весь материал нагревают до 280 С; после этого материал вальцуют, Размягчившиеся гранулы проникают в поры спеченного слоя бронзы, пропитывая по меньшей мере ту часть слоя бронзы, которая находится в непосредственной близости к слою полпэтилентерефталата, причем над поверхностью спеченной бронзы остается сплошной слой полиэтилентерефталата толщиной около 1,27 ллт, Полиэтилен235664 Предмет изобретения Составитель А. Буяновский Техред А, А, Камышникова Корректоры: А, Николаева и В. ПетроваРедактор Л. Герасимова Заказ 775/15 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д, 4 Типография, пр, Сапунова, 2 терефталат опорного слоя находится при этом в поликристалличеокой форме,Полиэтилентерефталат, используемый для получения опорных подшипников, в приведенных выше примерах может содержать вплоть до 40 об. % наполнителей и, как указано выше, такие наполнители предпочтительно состоят из газовой сажи, медной пудры или порошкообразных окисей одновалентной или двухвалентной меди или медных сплавов. Наполнители можно вводить в полиэтилентерефталат до его нанесения на подложку на смесительных вальцах с валками, нагретыми до температуры выше 260 С, Найдено, что применение наполнителей приводит к повышению предела усталости опорных подшипников в условиях циклических или переменных нагрузок. 1. Материал для изготовления опорных подшипников в виде многослойных листов или полос, состоящих из металлической основы и опорного наружного слоя полимера, отличающийся тем, что опорный слой состоит из полиэтилентерефталата.5 2. Материал по п. 1, отличающийся тем,что полиэтилентерефталат приклеивают к металлической основе при помощи клея на основе эпоксидной смолы.3. Материал по и. 1, отличающийся тем, 10 что полиэтилентерефталат фиксируют на металлической основе через промежуточную подложку, состоящую из меди или сплава, в котором преобладает медь.4, Материал по п. 1, отличающийся тем, что 15 полиэтилентерефталат фиксируют на металлической основе через промежуточную подложку, состоящую из пористой спеченной бронзы.5. Материал по пп. 1 - 4, отличающийся 20 тем, что полиэтилентерефталат содержит до40% (по объему) окиси одновалентной и (или) двухвалентной меди и (или) медного сплава.