[其他]一种含聚四氟乙烯的轴承材料

说明书

抗气孔腐蚀和抗润滑磨损的滑动轴承是由钢轴瓦，烧结青铜内层和聚四氟乙烯衬里组成，其中，聚四氟乙烯填加有体积为１～５０％的化学稳定的氢氧化物，最佳为晶态Ａｌ（ＯＨ）₃。

本发明涉及到滑动轴承，尤其是，摩擦很小的，特别是静摩擦（剥裂）很小的油润滑轴承，例如用于Mcpherson压杆型汽车减震器中的轴承。

由于在这种情况下，要求存在很小的摩擦，一般来说，只有在其滑动表面上含有高比例的聚四氟乙烯的轴承材料才能满足要求，因为除了聚四氟乙烯以外，似乎还没有其他材料能够达到所要求的低摩擦。但是，聚四氟乙烯本身硬度很低，不耐磨，以及产生不令人满意的高磨损率，所以，必须将硬质材料加入到聚四氟乙烯轴承表面以减小磨损，从而达到令人满意的轴承寿命。

在这些场合下常用的轴承是由具有多孔青铜烧结层的钢轴瓦和填有聚四氟乙烯的轴承涂层组成。轴承涂层填充烧结空隙并在其上形成一薄层（大约25微米）。几种已知的组合物包括填加按体积计为20%的以下任一种物质的聚四氟乙烯：铅，二硫化钼，石墨，青铜，等等。

在恶劣的条件下，常用的这些材料往往会出现腐蚀，在此过程中，在润滑油中出现气蚀。这样的恶劣条件可能出现在接触面相对转速很高的情况下，如出现在齿轮泵，航空燃料油泵以及汽车减震器中，在减震器中，滑杆相对于轴承表面的运动速度非常高（大于3米/秒）。在润滑油本身的作用下，这种气孔腐蚀导致了所填充的聚四氟乙烯相从烧结层中移出，而不会出现磨蚀。

本发明的目的在于提供一种具有聚四氟乙烯填充层的滑动轴承，其中这种材料表现出比常用的材料更耐气孔腐蚀。

本发明第二个目的在于提供这样一种轴承，其具有比常用材料更好的润滑耐磨损性能。

根据本发明提供的滑动轴承，其中包括金属轴瓦，轴瓦上的烧结层和烧结层上的轴承涂层，该轴承涂层包括聚四氟乙烯和含有氢氧离子或羟基的氢氧化物添加剂，这种添加剂在正常的聚四氟乙烯处理条件下是化学稳定的。

最佳的添加材料是晶态Al（OH）₃，它是不同于通过用碱从铝盐水溶液中淀析出来的非晶态离子Al（OH）₃。后者，即非晶态离子材料，在正常的聚四氟乙烯处理温度下，可溶解在酸和碱中，并且还可大量脱水变成氧化铝。晶态Al（OH）₃不与酸和碱发生化学反应，并且，在聚四氟乙烯基体烧结期间，失水很慢，在制成的材料中留下残余的氢氧化物。

所有已知的聚四氟乙烯填料都产生反增强作用，即加入填料后的材料要比未填入填料的聚四氟乙烯的强度低。这是因为聚四氟乙烯和其他材料间的相互作用非常低。这种性质和其刚性以及光滑的分子外形使得聚四氟乙烯特别不易润湿或与大多数物质结合。但是，对聚四氟乙烯周围的氟原子外层，还存在一种化学相互作用，这是借助于氢键来进行的。在这种情况下，氢键可以在氟原子与氢原子之间形成，氢原子本身又与另一种电负性很高的原子，如氧或氮键合，该氢原子与Al（OH）₃中羟基的氧键合。

本发明用作轴承材料的组合物不仅具有很高的抗气孔腐蚀性，同时还可保持理想的摩擦性能，而且，其抗润滑磨损性能得到了很大的改进。

最好，轴瓦是钢制的，烧结层为锡-青铜或铅-青铜制的。氢氧化物最好是以精细分散的形式存在于聚四氟乙烯中，其粒度范围在0.01～10微米之间，最佳为0.1～1微米之间。

氢氧化物可以以体积计为1～50%的量存在，最佳按体积计为10～30%，如为体积的20%。在18℃下，氢氧化物在水中的溶解度最佳为0.05克/100厘米³以下。水溶性的负作用可能与填充料混入聚四氟乙烯的方法相联系，该混合是在聚四氟乙烯的水分散悬浮液中进行。

轴承材料也可以与金属铅混合，但是，氢氧化物与铅的混合量最好不应超过体积的50%。

如上所描述的，本发明还扩展到轴承材料混合物的本身。

本发明可以用各种方法来实施，一些具体的实施方案在下列实验结果中表明。