CH361694A - Verfahren zur Herstellung von Kunstharzgleitflächen aus pulverförmigen, härtbaren Kunstharzen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von Kunstharzgleitflächen aus pulverförmigen, härtbaren Kunstharzen
Den grossen Vorteilen von Kunststofflagern, wie hohe Verschleissfestigkeit, lange Lebensdauer, gute Dämpfung, ausgezeichnete Elastizität sowie geringe Empfindlichkeit gegen Fremdkörper, steht die geringe   Wärmeleitfähigkeit    als starker Nachteil gegenüber.



  Die Wärmeleitzahl'von Kunststoffen ist ungefähr 200mal kleiner als die von Metallen, so dass man aus dieser Erkenntnis heraus dazu übergegangen ist,   Kunststoffverbundlager    herzustellen.



   Bei den Kunststoffverbundlagern wird ein dünner Film härtbarer Kunstharze auf einen   Metalikörper    aufgebracht und ausgehärtet, wobei der Kunstharz überzug eine Schichtdicke von vorzugsweise 0,2 bis 0,4 mm aufweist. Das Aufbringen des Kunstharzfilmes erfolgt durch in der   Anstrichtechnik    übliche Massnahmen, das heisst die in organischen Lösungsmitteln aufgelöste   Harzkombination      wird    durch Streichen, Tauchen oder Spritzen auf den metallischen Stützkörper aufgebracht.

   Die bekannte Auftragstechnik erfordert das Aufbringen in Einzelschichten von etwa 30   e    Dicke, so dass man bei einem Fertigmass von 0,2 mm mit entsprechender Bearbeitungszugabe    im Rohzustand ! eine Schichtdicke von etwa 0,5 nun    auftragen muss, wozu ungefähr 10 bis 15 Einzelaufstriche durchzuführen sind. Bei den einzelnen Aufstrichen muss bei Verwendung härtbarer Kunstharze jeweils folgender Arbeitsgang durchgeführt werden: Auftragen des flüssigen Gemisches, Abdampfen des   Lösungsmitteis    und Aushärten des Kunststoffes in der Wärme. Die Herstellung von Gleitflächen nach diesem bekannten Verfahren ist also mit einem erheblichen Aufwand verbunden.

   Ein Verfahren, das es gestattet, möglichst in einem Arbeitsgang die   ge    samte   Schichtdicke    zu erzielen, wäre   deshalb    sehr zweckmässig.



   Um dies zu erreichen, wäre es   naheliegend,      eines    der bekannten Sinterverfahren wie   Tauch-,    Schütt-, Wälz- oder   Wirbeischichtverfahren    anzuwenden.



  Diese Art des Aufbringens setzt jedoch voraus, dass das Kunstharz thermoplastisch sein und einen scharf definierten   Schmelzpunkt    haben muss,   dass    es nach   dem    Erreichen des schmelzflüssigen Zustandes seine Viskosität nicht mehr ändern, das heisst nicht mehr   dünnflüssiger    werden darf, und dass es pulverisierbar sein und als Pulver eine bestimmte Rieselfähigkeit besitzen muss. Da härtbare Kunstharze diese Eigenschaften nicht besitzen, wurden bisher nur ausgesprochene   Thermoplaste,    wie   Poiyäthylene,    Polyamide und Polyacrylate für das Auftragen im Sinterverfahren auf metallische Stützkörper verwendet.



     Lagertechnisch    gesehen sind härtbare Kunstharze besser geeignet als thermoplastische Kunstharze, da sie eine höhere Wärmestandfestigkeit besitzen und auch eine grössere Belastung zulassen. Härtbare Kunstharze sind solche, die bei steigenden Temperaturen nach Durchschreiten eines plastischen Zustandes eine chemische Veränderung erfahren, die nicht reversibel ist, da sie in allen Richtungen starke molekulare Bindungen erlangen.

   Dieser Vorgang, den man auch mit Härten oder Backen bezeichnet, bedringt die allgemein beträchtlich höher liegende Wärmebeständigkeit der härtbaren Kunstharze gegenüber   thermoplasftschen      Kunstharzen.    Die härtbaren Kunstharze besitzen   gerade    die   entgegengesetz-    ten Eigenschaften, die für ihre Verwendung zum Sintern gefordert werden, denn sie besitzen während  des Aushärtungsvorganges keinen scharf definierten Schmelzpunkt und haben einen sehr weiten Schmelzbereich. Sie zeigen nach Erreichen des schmelzflüssigen Zustandes wechselnde Viskosität, indem sie oft noch bedeutend dünnflüssiger werden, bevor die Vernetzung erfolgt.

   Sie spalten oftmals während der Vernetzung noch gasförmige Reaktionsprodukte ab    und d sie besitzen oft keine Rieselfähigkeit, sondern    fallen als   Feinstpuiver    an.



   In Kenntnis dieser Tatsachen erscheinen für den Fachmann härtbare Kunstharze für die Verwendung im Sinterverfahren ungeeignet.



     Überraschenderweise    wurde nun   gefunden,      dass    das Aufbringen härtbarer Kunstharze auf Stützkörper aller Art, das heisst entweder auf das Lager oder den zu lagernden Teil oder   beide    im   Sinterverfahren -    dadurch möglich wird, dass härtbare Kunstharze bzw.



     Kunstharzkombinationen    in Pulverform mit mindestens   5 O/B,    höchstens jedoch   90 O/o,    bei den   Sinter-    und Härtungstemperaturen nicht schmelzbaren Festkörpern mit gutem Wärmeleitvermögen und   vorzug    weise möglichst grossen Oberflächen versetzt und nach dem Aufsintern ausgehärtet werden.



   Der zugesetzte Festkörper verhindert während der Härtung ein Ablaufen des   dünnflüssiger    werdenden   Kunstharzes    sowie eine ungleichmässige Verteilung an Kanten, Ecken, Rillen usw.



   Die Aushärtung des   aufgesinterten    Gemisches erfolgt z. B. in an sich bekannter Weise in der Wärme. Beim ganzen Verfahren ist keinerlei Druck erforderlich; es ist somit zu unterscheiden von den bekannten Verfahren, bei denen härtbare Harze unter Druck mit entsprechenden Füllstoffen verpresst werden.



   Das Aufsintern der Mischung erfolgt vorzugsweise im   Wirbeischichtverfahren,    bei dem das Aufsintern zweckmässig durch mehrmaliges Aufwirbeln bzw. durch mehrmalige Luftstösse erfolgt; es kann aber auch durch Tauchen oder   andere    geeignete Methoden erreicht werden.



   Als härtbare Kunstharze bzw. Kunstharzkombinationen kommen vorzugsweise solche in Frage, die mahlfähig sind, insbesondere Phenolharz oder Harze der Homologen des   Phenol,    wie Phenolformaldehydharze   oder    Kresolformaldehydharze,   ausserdem    Methylolverbindungen des Harnstoffes und der Triazine, wie beispielsweise   Dimethyioiharnstoff    und Hexamethylolmelamin, ferner Epoxyharze, die als Vernetzungsmittel   Phenol-oder      Kresolharze,      Poliyamine,    z. B. Melamin,   Dicyandiamid    oder Benzoguanimin oder   Amin-Formaidehydiharze,    wie z. B.

   Harnstoff-,   Dicyandiamid-oder      Melamin-Formaldehydharze    oder Polycarbonsäure oder ihre Anhydride, beispielsweise   Phthalsäureanhydribd    usw. enthalten. Als Festkörper, die bei den   Sinter- und    Härtungstemperaturen nicht    schmelzen und ; eine verhältnismässig grosse Oberfläche    und gutes   Wärmeleitvermögen    aufweisen, werden vorzugsweise Titandioxyd, aber auch Bariumsulfat, Eisenoxydrot, Chromoxydgrün usw. verwendet.



     Besonders    geeignet sind solche Festkörper, die zudem noch die   Gleiteigenschaften    verbessern, wie Graphit, Molybdändisulfid, Glimmer oder Metallpulver. Die Festkörper können einzeln oder in Mischung   untereinander    dem Kunstharz zugesetzt werden.



   Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist   darin    zu sehen, dass   Gleitfllächen    aller Art und auch solche mit   kompllizierter    Formgebung in einfacher Weise in einem Arbeitsgang mit einem dünnen Harzfilm mit Schichtstärken von 0,5   bis    0,8 mm überzogen und ausgehärtet werden können. Für die Durchführung des Verfahrens sind keinerlei Druckpressen   erforderlich,    und es können durch Anwen   dung des s Verfahrens auch beschädigte Gleitftächen    in einfacher Weise ausgebessert werden.



   Beispiel 1
95 Gewichtsteile einer härtbaren   Epoxyharzkom    bination, bestehend aus 70 Gewichtsteilen Epoxyharz, wie es durch Kondensation von 1 Mol   Bisphe    nol mit 1,5 Mol Epichlorhydrin erhalten wurde, und 30 Gewichtsteilen in an sich bekannter Weise erhaltenen härtbaren   Phenolformaldehydharzes    werden in festem Zustand mit   56/0    Titandioxyd innig   vermah-    len. Der vorgewärmte Stützkörper mit einer Temperatur von etwa 2000 C wird nun in diese Mischung 6 sec getaucht, wodurch der Körper   allseitig    von der Kunstharzmasse überzogen wird. Anschliessend wird der überzogene Körper im Trockenschrank bei 2500 C eine   halbe    Stunde ausgehärtet.

   Die dabei erzielte   Schichtdicke    beträgt etwa 0,5 bis 0,8 mm.



  Zur Erreichung der Masshaltigkeit wird die Kunststoffschicht in an und für sich bekannter Weise bearbeitet.



   Beispiel 2
70 Gewichtsteile eines durch alkalische Kondensation gewonnenen härtbaren Phenolformaldehydharzes werden mit 10   Gewichtsteilen    Eisenoxyd rot und 20 Gewichtsteilen Glimmer innig vermahlen. Diese Mischung wird in ein Gefäss mit einer porösen Bodenplatte gegeben. Um z. B. die Bohrungen eines Pumpengehäuses auszukleiden, wird das Schüttgut durch einen Luftstrom etwa 5 sec durch die Bohrung des auf   200"C    vorgewärmten   Metallstützkörpers    gewirbelt und die aufgesinterte Masse dann bei   2200 C    1 Stunde ausgehärtet. Anschliessend wird der   Gleit-    überzug in bekannter Weise bearbeitet.



   Beispiel 3
70   Gewichtsteillle    Dimethylolharnstoff, der durch bekannte alkalische Kondensation von 1 Mol Harnstoff und 2 Mol Formaldehyd erhalten wurde, werden mit 30   Gewichtsbeilien    Titandioxyd und   l/o    Molybdänsulfid innig vermischt und das Schüttgut in einen Topf mit einer porösen Platte gelegt. Das aufgewirbelte Gut wird über eine Schlauchleitung von 1 m Länge auf einen vorgewärmten Körper, z. B. einer Scheibe von 10 cm Durchmesser, gleichmässig aufgesprüht. Die   Metallscheibe    hatte dabei eine Tem  peratur von etwa 1800 C. Nach dem Aufsprühen bis zur gewünschten Schichtstärke wird   in    bekannter Weise ausgehärtet und bearbeitet.



   Beispiel 4
80 Gewichtsteile   Hexamethylolmelamin,    das durch Kondensation von 1 Mol Melamin mit 6 Mol Formaldehyd erhalten wurde, werden mit 20 Ge wichtsteilen Titandioxyd und   1 01o    Graphit innig vermischt und das Schüttgut in einen Topf mit einer porösen Platte gelegt. Das aufgewirbelte Gut wird über eine   Schiauchieitung    von 1 m Länge auf einen vorgewärmten Körper z. B. einer Scheibe von 10 cm Durchmesser gleichmässig aufgesprüht.   Die    Metall   scheibe hat dabei eine e Temperatur von etwa 1800 C.   



  Nach dem Aufsprühen bis zur gewünschten Schichtstärke wird in   bekannter    Weise ausgehärtet und bearbeitet.



   Beispiel 5
90   Gewichtsteile    einer   härtbaren    Epoxyharzkombination, bestehend aus 95 Gewichtsteilen Epoxyharz und 5 Gewichtsteilen Dicyandiamid, werden mit 10 Gewichtsteilen Titandioxyd innig vermischt. Der vorgewärmte   Stützkörper    mit einer Temperatur von etwa 2000 C wird nun in diese Mischung 6 sec getaucht, wodurch der Körper allseitig von der Kunstharzmasse überzogen wird. Anschliessend wird der überzogene Körper im Trockenschrank bei   2500 C    eine halbe Stunde ausgehärtet. Die dabei erzielte Schichtdicke beträgt etwa 0,5 bis 0,8 mm. Zur Erreichung der Masshaltigkeit wird die Kunststoffschicht in an und für sich   bekannter    Weise bearbeitet.



   Beispiel 6
40 Gewichtsteile   Hexamethylolmelamin,    das durch Kondensation von 1 Mol Melamin mit 6 Mol Formaldehyd erhalten wurde, werden mit 60 Gewichtsteilen Graphit innig vermischt und das Schüttgut in einen Topf mit einer porösen Platte   gelegt.    Das aufgewirbelte Gut wird über eine Schlauchleitung von 1 m Länge auf einen vorgewärmten Körper z. B. einer Scheibe von 10 cm Durchmesser gleichmässig aufgesprüht. Die   Metalischeibe    hat dabei eine Temperatur von etwa   1800    C. Nach dem Aufsprühen bis zur   ge    wünschten Schichtstärke wird in bekannter Weise ausgehärtet und bearbeitet.



   Beispiel 7
20 Gewichtsteile einer härtbaren Epoxyharzkombination, bestehend aus 95 Gewichtsteilen Epoxyharz und 5 Gewichtsteilen Dicyandiamid, werden mit 80 Gewichtsteilen   Molybdändisulfid    innig vermischt. Der vorgewärmte Stützkörper mit einer Temperatur von    etwa 2000 C wird nun in n diese Mischung 6 sec ge-    taucht, wodurch der Körper allseitig von   Bder    Kunst   harzmasse überzogen wird. Anschliessend ; wird der    überzogene Körper im Trockenschrank bei   2500 C    eine halbe Stunde ausgehärtet. Die dabei erzielte Schichtdicke beträgt 0,5 bis 0,8 mm. Zur Erreichung der Masshaltigkeit wird   edie    Kunststoffschicht in an und für sich bekannter Weise bearbeitet.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Gleitüberzügen aus Kunstharzen durch Sintern, dadurch gekennzeichnet, dass härtbare Kunstharze bzw. Kunstharzkombi nationen in Pulverform mit mindestens 5 5 /o, höch- stens jedoch 900/0, bei den Sinter- un'd Härtungstem- peraturen nicht schmelzbaren Festkörpern mit gutem Wärmelleirvermögen versetzt und nach dem Aufsin tern ausgehärtet werden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der bei den Sinter- und Härtungstemperaturen unschmelzbaren, pulverförmigen Feststoffe die Gleiteigenschaften verbessert.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Festkörper Titandioxyd ist.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsintern nach dem Wirbel schichtverfahren erfolgt.