申请/专利权人：KS滑动轴承有限公司

申请日：2017-11-22

公开（公告）日：2022-11-25

公开（公告）号：CN109983105B

主分类号：C10M169/04

分类号：C10M169/04

优先权：["20161122 DE 102016122476.6","20161122 DE 102016122475.8"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.11.25#授权;2019.10.01#实质审查的生效;2019.07.05#公开

摘要：本发明涉及一种基于聚酰胺的滑动材料，其具有改善摩擦学性能的填料，其中填料包含至少一种金属硫化物和或磷酸钙。本发明还涉及一种滑动轴承复合材料，其具有特别地由钢或青铜制成的金属支撑层可选地为多孔载体层，特别地由青铜制成以及填充载体层中的孔的滑动材料，以及涉及用于滑动载荷的三维成形体，其由滑动材料构成，特别地制成为注塑或挤出部件和或通过增材制造来制成。本发明还涉及一种由滑动轴承复合材料制成的滑动轴承元件，该滑动轴承元件包括成形体。

主权项：1.一种基于聚酰胺的滑动材料，其由聚酰胺基料和改善摩擦学性能的填料组成，其特征在于，所述聚酰胺基料由100％ww的聚酰胺组成，所述填料由以下组分组成：2-20％ww的SnS2，70-97％ww的磷酸钙，1-10％ww的WS2，并且在于，所述SnS2、WS2和磷酸钙的比例总计为所述基于聚酰胺的滑动材料的1-30％ww。

全文数据：基于聚酰胺的滑动材料技术领域本发明涉及一种基于聚酰胺的滑动材料，其具有改善摩擦学性能的填料。背景技术在现有技术中，使用聚酰胺的滑动材料是已知的。例如，使用未填充的聚酰胺4.6，然而，其对于商用车辆领域中的关键应用而言不具有足够的耐磨性。此外，已知多种滑动材料，例如，它们基于PTFE并且仅使用聚酰胺作为填料。例如在DE102011077008A1中描述了类似物，其描述了基于PTFE的滑动轴承复合材料，其中包含热塑性塑料和或硬质塑料duroplasts和其他摩擦学上有效的物质的填料以复合形式一起存在于滑动层材料的聚合物基料中。在无溶剂的水基聚酰胺酰亚胺润滑漆中作为固体润滑剂使用的聚酰胺是DE102013021949A1的主题。发明内容从该现有技术出发，本发明所解决的问题是改善基于聚酰胺的滑动材料的摩擦学性能，特别是耐磨性。该问题通过基于聚酰胺的滑动材料来解决，其中填料包括一种或多种金属硫化物和或磷酸钙。本发明还涉及根据权利要求15的滑动轴承plain-bearing复合材料，以及涉及根据权利要求16的三维成形体，以及涉及根据权利要求17的滑动元件。令人惊奇的是，显然，向聚酰胺基料中添加一种或多种金属硫化物和或磷酸钙显著改善了滑动材料的耐磨性。本发明的滑动材料特别适用于汽车领域的电动机外部，特别适用在油脂润滑系统中，例如商用车辆制动系统、转向节轴承knucklejointbearing等。对于这些应用，希望使用无铅滑动材料。因此，本发明的滑动材料提供了具有足够耐磨性的材料。对于根据本发明的滑动材料，将聚酰胺基料用作聚合物基料。这并不一定意味着整个聚合物基料必须由聚酰胺制成。高达聚酰胺基料的30％ww的聚合物部分，特别是20％ww，优选仅高达10％ww的比例可以用其他聚合物及其组合特别是诸如PTFE，还有例如PVDF、PFA、FEP、ECTFE、ETFE来替代。优选地，整个聚酰胺基料由100％ww的聚酰胺组成。根据一个特别优选的实施方案，提供的聚酰胺基料包含PA4.6，并且特别包含至少60％ww，特别是至少70％ww，特别是至少80％ww，特别是至少90％ww，特别是100％ww的PA4.6。为了进一步改善滑动材料的性能，特别地，出于材料的更好的可复合性，可以使用在0％ww至40％ww之间，特别是1％ww至30％ww，特别是5％ww至20％ww的、与PA4.6不同的其他聚酰胺，特别是PA6和或PA6.6。如果一种或多种金属硫化物和或磷酸钙的比例总计为滑动材料的1％ww至30％ww，特别是1％ww至20％ww，特别是5％ww至15％ww，特别是10％ww，则可以实现特别有利的性质。根据填料的具体选择，如果磷酸钙和或金属硫化物的比例以滑动材料计为5％ww，则也是特别优选的。如果所述至少一种金属硫化物以及磷酸钙均被使用，则是特别优选的。在这种情况下，所述至少一种金属硫化物的比例优选为1至50％ww，磷酸钙的比例为金属硫化物和磷酸钙的混合物的50至99％ww。特别地，金属硫化物的比例为3至40％ww，磷酸钙的比例为60至97％ww。此外，金属硫化物的比例特别地为5至30％ww，磷酸钙的比例为70至95％ww。特别优选地，可以使用磷酸钙和或一种或多种金属硫化物特别是MoS2、SnS2、WS2或硫化铋及其它们的组合的混合物，。特别优选的是在不添加磷酸钙的情况下使用WS2。具有以下组成的填料已被证明是特别优选的：2-20％ww的SnS2，70-97％ww的磷酸钙，1-10％ww的WS2。重量规格是指三种填料的重量之和。所有比例的总和等于100％ww。以滑动材料的重量计，1％ww至30％ww，特别是1％ww至20％ww，特别是5％ww至15％ww，特别是10％ww可以随后用在源自该组合物的滑动材料中。根据填料的具体选择，如果磷酸钙和或金属硫化物的比例以滑动材料的重量计为5％ww，也是优选的。另一种特别优选的填料组合物是：以组合物的两种填料的重量之和计，50％ww的磷酸钙50％ww的WS2。特别优选的是磷酸钙与金属硫化物的重量比为5：1至1：1。对于SnS2磷酸钙WS2以WS2计填料的优选组成，优选的比例如下：1-3SnS2：9-13磷酸钙：1WS2，特别是1.67SnS2：11磷酸钙：1WS2。或者，特别优选的比例为1：1的磷酸钙和WS2作为填料。这种填料组合物提供特别有利的摩擦学性能。此外，还提供了仅使用金属硫化物，特别是WS2作为填料，特别是具有以滑动材料计的10％ww的比例。填料可另外包括其他摩擦学上有效的物质，例如加强材料，特别是例如碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维特别是芳酰胺纤维；和或固体润滑剂，特别是诸如PTFE、ZnS、BaSO4、石墨、烟灰soot、氮化硼；和或塑料颗粒，特别是诸如对位芳族聚酰胺PPTA、PPSO2、PI和PAI颗粒、聚丙烯酸酯颗粒PAR、PBA颗粒、PBI颗粒；和或金属氧化物，特别是诸如Fe2O3、Al2O3、SiO2、CrO2、TiO2、CuO、MgO、ZnO；和或硬质材料颗粒，特别是陶瓷颗粒，例如SiC、Si3N4、碳化硼BC、立方氮化硼cubicBN；和或氟化物，特别是如CaF2、NaF、AlF3；和或片状硅酸盐，特别是如高岭土、云母、硅灰石、滑石、沉淀白垩、硅酸；和或金属细粉末，特别是如青铜和铋；和或颜料或混合相氧化物颜料，特别是例如Co-Al、Cr-Sb-Ti、Co-Ti、Fe-Al或Co-Cr。特别优选的是，其他摩擦学上有效的物质的比例为滑动材料的0％ww至40％ww，特别是1％ww至20％ww，特别是1％ww至10％ww，特别是5％ww。特别优选使用片状硅酸盐，优选使用高岭土和或硅灰石和或滑石，和或固体润滑剂，特别优选使用BaSO4和或ZnS。特别优选地，另外提供的聚酰胺基料构成50％ww至95％ww，特别是60％ww至95％ww，特别是70％ww至90％ww的滑动材料。以这种方式，聚酰胺材料的性质可以充分地影响滑动材料。滑动材料可用于生产具有金属支撑层特别是由钢或青铜制成的金属支撑层，可选地多孔载体层特别是由青铜制成以及前述类型的滑动材料其填充载体层中的孔隙的滑动轴承复合材料。为此目的，将具有填料的滑动材料挤出成箔状扁平材料，并将所述扁平材料应用到金属支撑层上或浸渍到多孔载体层的孔中，其中优选热压工艺和或滚轧工艺用于此目的。本发明还涉及一种用于滑动载荷的三维成形体，其由前述类型的滑动材料构成，特别是制成为注塑或挤出部件。此外，成形体可以连接至由不同材料制成的承载部件特别地注塑成型到所述承载部件上。然而，也可以想到机械或其他类型的一体成型。也可以想到增材制造方法，利用该方法可以制造成型体。滑动轴承复合材料或三维成形体可用作滑动轴承元件，其中滑动轴承元件可以例如是滑动条、滑动靴、滑动垫和滑动轴承壳体，滑动轴承衬套或滑动轴承轴环衬套。在滑动靴或滑动条的情况下，成形体在每个尺寸上的测量值为至少1mm，特别是至少2mm，并且进一步特别是至少5mm，或至少6mm。相反，测量结果自然也可以更大。原则上，对于成形体的使用，可以想到壳体形状特别是诸如球形壳体形状、衬套或轴环衬套以及其他部件。此外，滑动元件也可以通常为由滑动轴承复合材料制成的滚轧的圆柱形衬套或半壳体形的滑动轴承元件。滑动轴承复合材料也可用于制造轴环衬套或罐衬套potbushing、或平面和球面滑动轴承元件。具体实施方式混合物A：1.67份SnS211份磷酸钙1份WS2以μm表示的磨损值与下列测量参数一起绘制在下图中：该图表明，添加混合物A的填料和添加磷酸钙以及作为示例性金属硫化物的WS2或仅添加WS2显著降低了磨损值，从而改善了耐磨性。上面所示的实例3至10表示根据本发明的滑动材料的优选组合物，其中聚酰胺基料如果由两种不同的聚酰胺形成重点在于PA4.6和部分PTFE，加入的比例为比值是5：33：3％w的二硫化锡、磷酸钙和二硫化钨的混合物A的5％ww或10％w，并且，在某种程度上加入其他摩擦学上有效的物质，例如在实例7-10中加入5％ww的硫酸钡、硫化锌、高岭土或滑石。实例3和6中显示了填料的替代组成。实例1至2是对比例。由不含填料和其他组分的PA4.6制成的滑动材料用作对照。

权利要求：1.一种基于聚酰胺的滑动材料，其具有改善摩擦学性能的填料，其特征在于，所述填料包括至少一种金属硫化物和或磷酸钙。2.根据权利要求1所述的滑动材料，其特征在于，所述滑动材料的聚酰胺基料包括至少70％ww，特别是至少80％ww，特别是至少90％ww，特别是100％ww的聚酰胺。3.根据权利要求1或2所述的滑动材料，其特征在于，所述聚酰胺基料包括PA4.6，并且特别地包含至少60％ww，特别是至少70％ww，特别是至少80％ww，特别是至少90％ww，特别是100％ww的PA4.6。4.根据权利要求1-3中任一项所述的滑动材料，其特征在于，所述聚酰胺基料包括0-40％ww，特别是1-30％ww，特别是5-20％ww的与PA4.6不同的其他聚酰胺，特别是PA6和或PA6.6。5.根据前述权利要求中一项或多项所述的滑动材料，其特征在于，所述至少一种金属硫化物和或磷酸钙的比例总计为所述滑动材料的1-30％ww，特别是1-20％ww，特别是5-15％ww，特别是5％ww或10％ww。6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的滑动材料，其特征在于，磷酸钙与金属硫化物的重量比在5：1与1：1之间。7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的滑动材料，其特征在于，所述至少一种金属硫化物包括SnS2、MoSs、硫化铋或WS2，以及它们的组合。8.根据权利要求7所述的滑动材料，其特征在于，所述填料包括以下组成：2-20％ww的SnS2，70-97％ww的磷酸钙，1-10％ww的WS2。9.根据权利要求7或8的滑动材料，其特征在于，重量比为1-3SnS2：9-13磷酸钙：1WS2，并且特别是1.67SnS2：11磷酸钙：1WS2。10.根据权利要求1至7中一项或多项所述的滑动材料，其特征在于，以所述滑动材料计，所述填料具有以下组成：5％ww的磷酸钙，5％ww的WS2。11.根据前述权利要求中一项或多项所述的滑动材料，其特征在于，所述填料包括摩擦学上有效的其他物质，所述摩擦学上有效的其他物质包含加强材料，特别是例如碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维特别是芳酰胺纤维；和或固体润滑剂，特别是诸如PTFE、ZnS、BaSO4、石墨、烟灰、BN；和或塑料颗粒，特别是诸如对位芳族聚酰胺PPTA颗粒、PPSO2颗粒、PI颗粒和PAI颗粒、聚丙烯酸酯颗粒PAR、PBA颗粒、PBI颗粒；和或金属氧化物，特别是诸如Fe2O3、Al2O3、SiO2、CrO2、TiO2、CuO、MgO、ZnO；和或硬质材料颗粒，特别是陶瓷颗粒，例如SiC、Si3N4、BC、立方BN；和或氟化物，特别是如CaF2、NaF、AlF3；和或片状硅酸盐，特别是诸如高岭土、云母、硅灰石、滑石、硅酸；和或金属细粉末，特别是如青铜和铋；和或颜料或混合相氧化物颜料，特别是例如Co-Al、Cr-Sb-Ti、Co-Ti、Fe-Al或Co-Cr。12.根据权利要求11的滑动材料，其特征在于，所述摩擦学上有效的其他物质的比例为所述滑动材料的0-40％ww，特别是1-20％ww，特别是1-10％ww，特别是5％ww。13.根据权利要求11或12的滑动材料，其特征在于，0-40％ww，特别是1-20％ww，特别是1-10％ww，特别是5％ww的片状硅酸盐，特别是高岭土和或硅酸，和或固体润滑剂，特别是BaSO4和或ZnS提供作为所述摩擦学上有效的其他物质。14.根据前述权利要求中一项或多项所述的滑动材料，其特征在于，所述聚酰胺基料构成50-95％ww，特别是60-95％ww，特别是70-90％ww的所述滑动材料。15.一种滑动轴承复合材料，具有金属支撑层，其特别地由钢或青铜制成，特别地具有多孔载体层，其特别地由青铜制成，以及根据前述权利要求1至14中的一项或多项所述的滑动材料，所述滑动材料填充所述载体层中的孔。16.一种用于滑动载荷的三维成形体，其由根据前述权利要求1至14中的一项或多项所述的滑动材料构成，特别是制成为注塑或挤出部件和或通过增材制造来制成。17.一种滑动轴承元件，其由根据权利要求15所述的滑动轴承复合材料制成，或者包括根据权利要求16所述的成形体。18.根据权利要求17所述的滑动轴承元件，其特征在于，所述滑动轴承元件是滑动条、滑动靴或滑动垫，或滑动轴承壳体，滑动轴承衬套或滑动轴承轴环衬套。

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