Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)



Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)
Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)
Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)
Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)
Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)
Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)
Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)
Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)
Способ изготовления композитных структур и изготовленная из них втулка (варианты)

 


Владельцы патента RU 2538457:

СЭНТ-ГОБЕН ПЕРФОРМАНС ПЛАСТИКС КОРПОРЕЙШН (US)

Настоящее изобретение относится к литым фторполимерным пленкам для втулок. Способ предусматривает нанесение уменьшающего трение слоя на подложку и нанесение клеевого слоя, перекрывающего уменьшающий трение слой, для образования многослойной литой пленки. Способ дополнительно предусматривает наслоение многослойной литой пленки на несущий нагрузку субстрат, причем несущий нагрузку субстрат образовывает композитную структуру, и придание формы композитной структуре. Несущий нагрузку субстрат проходит ближе к клеевому слою, чем к уменьшающему трение слою. Изобретение заключается в усовершенствовании известных подшипников. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

 

Область техники

Настоящее изобретение, в общем, относится к литым фторполимерным пленкам для втулок.

Предпосылки к созданию изобретения

Композитные материалы подшипников скольжения, состоящие из несущего нагрузку субстрата и перекрывающего слоя скольжения, широко известны.

Композитные материалы подшипников скольжения могут использоваться для того, чтобы изготавливать множество различных подшипников, таких как втулка подшипника скольжения, используемая, например, в автомобильной промышленности. Такие втулки подшипников скольжения могут использоваться для дверных петель, петель капота и моторного отсека, для сидений, рулевых колонок, маховиков, подшипников балансира, и т.д. Кроме того, втулки подшипников скольжения, выполненные из композитных материалов подшипников скольжения, также могут использоваться для неавтомобильных целей.

В настоящее время существует потребность в усовершенствованных подшипниках.

Раскрытие изобретения

В иллюстративном варианте осуществления способ согласно изобретению может предусматривать нанесение уменьшающего трение слоя на подложку и нанесение клеевого слоя, перекрывающего уменьшающий трение слой, для образования многослойной литой пленки. Способ может далее предусматривать наслоение многослойной литой пленки на несущий нагрузку субстрат для образования композитной структуры и придание формы композитной структуре. Несущий нагрузку субстрат может быть ближе к клеевому слою, чем к уменьшающему трение слою.

В другом иллюстративном варианте осуществления способ может предусматривать нанесение первого и второго уменьшающих трение слоев на первую и вторую стороны полиимидной подложки и нанесение первого и второго клеевых слоев, перекрывающих первый и второй уменьшающие трение слои для образования первой и второй многослойных литых пленок. Способ может дополнительно предусматривать наслоение первой и второй многослойных литых пленок на первый и второй несущие нагрузку субстраты для образования первой и второй композитной структуры и придания формы композитным структурам.

В каждой композитной структуре несущий нагрузку субстрат может быть ближе к клеевому слою, чем к уменьшающему трение слою.

В дополнительном варианте осуществления способ может предусматривать нанесение клеевого слоя на поверхность несущего нагрузку субстрата и нанесение уменьшающего трение слоя, перекрывающего клеевой слой, для образования композитной структуры, содержащей многослойную литую пленку. Способ может дополнительно предусматривать придание формы композитной структуре.

В другом иллюстративном варианте осуществления втулка может содержать несущий нагрузку субстрат, содержащий первую основную поверхность, и литую фторполимерную пленку, наслоенную на первую основную поверхность несущего нагрузку субстрата. Литая фторполимерная пленка может содержать уменьшающий трение слой и клеевой слой. Несущий нагрузку субстрат может быть ближе к клеевому слою, чем к уменьшающему трение слою.

В еще одном дополнительном варианте осуществления втулка может содержать несущий нагрузку субстрат, содержащий первую основную поверхность, и литую фторполимерную пленку, наслоенную на первую основную поверхность несущего нагрузку субстрата. Литая фторполимерная пленка может содержать уменьшающий трение слой и клеевой слой. Несущий нагрузку субстрат может быть ближе к клеевому слою, чем к уменьшающему трение слою. Втулка может дополнительно содержать покровный слой, перекрывающий литую фторполимерную пленку.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение может быть лучше понято, а его многочисленные признаки и преимущества могут стать очевидными для специалистов в области техники благодаря ссылкам на сопутствующие чертежи.

На фиг.1 представлено изображение слоистой структуры иллюстративной втулки.

На фиг.2 представлено изображение иллюстративной многослойной литой пленки.

На фиг.3 представлена блок-схема, представляющая иллюстративную систему для образования композитной структуры с использованием многослойной литой пленки.

На фиг.4 представлено изображение иллюстративной слоистой структуры во время образования композитной структуры с использованием многослойной литой пленки.

На фиг.5 представлено изображение различных вариантов осуществления втулки.

На фиг.6, 7 и 8 представлены изображения иллюстративных петель.

На фиг.9 представлено изображение иллюстративной велосипедной рулевой колонки.

Применение одинаковых ссылочных позиций на разных чертежах указывает на сходные или идентичные элементы.

Подробное описание изобретения

В иллюстративном варианте осуществления втулка может содержать несущий нагрузку субстрат, содержащий первую основную поверхность, и литую полимерную пленку, такую как литая фторполимерная пленка, наслоенная на первую основную поверхность несущего нагрузку субстрата. Литая полимерная пленка может содержать уменьшающий трение слой и клеевой слой. Несущий нагрузку субстрат может быть ближе к клеевому слою, чем к уменьшающему трение слою. Втулка может обеспечивать скользящее зацепление между двумя компонентами, при этом по существу снижая уровень шума и вибрации, передаваемых между двумя компонентами. Уменьшающий трение слой литой пленки может находиться в контакте с поверхностью одного из компонентов.

На фиг.1 показано поперечное сечение, иллюстрирующее различные слои композитной структуры, в общем обозначенной как 100. В варианте осуществления композитной структурой 100 может быть втулка. Альтернативно, композитной структуре может придаваться форма различных других структур, таких как листы-основы или поддоны, кровельные листы и тому подобное. Композитная структура 100 может содержать несущий нагрузку субстрат 102. Несущим нагрузку субстратом 102 может быть металлический опорный слой. Металлический опорный слой может содержать металл или металлический сплав, такой как сталь, включая углеродистую сталь, пружинную сталь и тому подобное, железо, алюминий, цинк, медь, магний или любое их сочетание.

Многослойная литая пленка 104 может быть наслоена на несущий нагрузку субстрат 102. Многослойная литая пленка 104 может содержать уменьшающий трение слой 106, клеевой слой 108 и необязательно промежуточный полимерный слой 110. Уменьшающий трение слой 106 может содержать фторполимер, такой как политетрафторэтилен (PTFE), фторированный этилен-пропилен (FEP), поливинилиденфторид (PVDF), политрифторхлорэтилен (PCTFE), этилентрифторхлорэтилен (ECTFE), перфторалкокси полимер или любое их сочетание. В варианте осуществления уменьшающий трение слой 106 может иметь коэффициент трения, не превышающий примерно 0,4, такой как не превышающий примерно 0,2, даже не превышающий примерно 0,15.

Кроме того, уменьшающий трение слой 106 может содержать наполнители, такие как уменьшающий трение наполнитель. Примеры наполнителей, которые могут использоваться в уменьшающем трение слое 106, включают стекловолокна, углеволокна, кремний, графит, РЕЕК, дисульфид молибдена, ароматический полиэфир, частицы углерода, бронзу, фторполимер, термопластические наполнители, карбид кремния, оксид алюминия, полиамидимид (PAI), PPS, полифениленсульфон (PPSO2), ароматические полиэфиры, включая жидкокристаллические полимеры (LCP), и минеральные частицы, такие как волластонит и сульфат бария, или любое их сочетание. LCP представляет собой частично ориентированный ароматический полиэфир, способный к образованию высокоориентированных участков, когда находится в жидкой фазе. Наполнители могут быть представлены в виде шариков, волокон, порошка, сетки или любого их сочетания. В отдельном примере уменьшающий трение слой может содержать наполнители с частицами пластинчатой формы, такие как графит, нитрид бора, слюда или любые их сочетания. Наполнители с частицами пластинчатой формы могут быть ориентированы так, чтобы выравниваться с уменьшающим трение слоем 106. А именно, направление толщины наполнителя с частицами пластинчатой формы может быть по существу параллельным направлению толщины уменьшающего трение слоя 106.

Клеевой слой 108 может содержать клей, содержащий фторполимер, эпоксидную смолу, акрилатную смолу, полиимидную смолу, сополимер полиэфира/полиамида, этиленвиниловый ацетат или любое их сочетание. Примерами фторполимеров, содержащихся в клеевом слое 108, могут быть плавкие фторполимеры, включая, например, сополимер этилена и тетра-фторэтилена (ETFE), фторированный этиленпропилен (FEP), перфторалкоксил (PFA) или любые их сочетания. Кроме того, клей может содержать по меньшей мере одну функциональную группу, выбранную из -С=O, -C-O-R, -СОН, -СООН, -COOR, -CF2=CF-OR или любого их сочетания, где R это циклическая или линейная органическая группа, содержащая от 1 до 20 атомов углерода.

В варианте осуществления клеевой слой 108 может иметь толщину, не превышающую примерно 0,5 мил, такую как не превышающую примерно 0,4 мил, такую как не превышающую примерно 0,3 мил, даже не превышающую примерно 0,2 мил. В конкретном варианте осуществления клеевой слой 108 может иметь толщину, по меньшей мере, примерно 0,1 мил.

Промежуточный полимерный слой 110 может содержать фторполимер, такой как PTFE, FEP, PVDF, PCTFE, ECTFE, ETFE, PFA или любое их сочетание. В примере промежуточный полимерный слой 110 может содержать смесь фторполимеров, таких как смесь PTFE и PFA. Кроме того, промежуточный полимер 110 может содержать наполнитель, такой как уменьшающий трение наполнитель, пигмент, создающий запах наполнитель, создающий шум наполнитель или любое их сочетание.

В варианте осуществления пигмент может быть включен в промежуточный полимерный слой 110 для обеспечения визуальной индикации глубины износа. Например, промежуточный полимерный слой 110 может содержать красный пигмент. По мере того как втулка изнашивается, цвет поверхности может постепенно меняться на красный. При визуальном осмотре втулки может быть легко определена необходимость замены втулки.

В другом варианте осуществления создающий запах наполнитель может быть включен в промежуточный полимерный слой 110 для обеспечения индикации необходимости замены втулки. Например, промежуточный полимерный слой 110 может содержать наполнитель, который в открытом состоянии производит едкий запах, обеспечивая возможность определения того, что втулка нуждается в замене, не останавливая процесс для визуальной проверки втулки.

В другом варианте осуществления создающий шум наполнитель может быть включен в промежуточный полимерный слой 110 для обеспечения индикации необходимости замены втулки. Например, промежуточный полимерный слой 110 может содержать наполнитель, который производит звуковую индикацию в ответ на движение, когда промежуточный полимерный слой 110 открыт, обеспечивая возможность определения того, что втулка нуждается в замене, не останавливая процесс для визуальной проверки втулки.

В дополнительном варианте осуществления трибологические свойства уменьшающего трение слоя 106 и промежуточного полимерного слоя 110 могут быть модифицированы, например, путем изменения типа и количества наполнителей, типа полимера или посредством других соответствующих подходов. Например, слой, близкий к поверхности износа втулки, такой как уменьшающий трение слой 106, может иметь низкий коэффициент трения, тогда как слой, близкий к несущему нагрузку субстрату, такому как промежуточный полимерный слой 110, может иметь сниженную скорость износа, тем самым обеспечивая поверхность с низким коэффициентом трения для нормальной работы, при этом защищая противоположную поверхность от соприкосновения с несущим нагрузку субстратом в конце срока службы втулки.

На фиг.2 показано поперечное сечение другого иллюстративного варианта осуществления многослойной структуры 200. Многослойная структура 200 может содержать удаляемую подложку 202 и многослойную литую пленку 204. Многослойная литая пленка 204 может быть наслоена на несущий нагрузку субстрат и удалена с удаляемой подложки 202. Многослойная структура может необязательно содержать многослойную литую пленку 206. Подложка 202 может быть термостойкой при температуре спекания литой пленки и может содержать полимер или металл. В варианте осуществления подложкой 202 может быть алюминиевый лист. В другом варианте осуществления подложкой может быть полиимидный лист или ткань с силиконовым покрытием, такая как стеклоткань. В примере многослойная литая пленка 204 может содержать уменьшающий трение слой 208, находящийся в контакте с подложкой 202, клеевой слой 210, образующий внешнюю поверхность на многослойной структуре, и один или более промежуточных полимерных слоев 212A, 212B и 212C между ними. Аналогично, многослойная литая пленка 206 может содержать уменьшающий трение слой 214, находящийся в контакте с подложкой 202, клеевой слой 216, образующий внешнюю поверхность на многослойной структуре, и один или более дополнительных промежуточных полимерных слоев 218A, 218B и 218C между ними. Уменьшающие трение слои 208 и 214 могут быть аналогичны уменьшающему трение слою 106, клеевые слои 212 и 216 могут быть аналогичны клеевому слою 108, и промежуточные полимерные слои 218A, 218B и 218C могут быть аналогичны промежуточному полимерному слою 110.

Согласно способу образованию втулки многослойная литая пленка может быть образована путем нанесения дисперсии полимеров на подложку. Подложка может выдерживать условия обработки, такие как температура спекания литой пленки. В отдельном примере подложкой может быть полиимидная подложка. Нанесенная дисперсия полимеров может быть высушена для удаления растворителя и обожжена для сплавления полимера в полимерный слой. Необязательно, полимерный слой может быть каландрирован. Кроме того, полимерный слой может быть спечен для снижения пористости полимерного слоя. Этот процесс могут повторять для последующих слоев. В отдельном варианте осуществления клеевой слой может добавляться без спекания. В общем, уменьшающий трение слой будет нанесен на подложку в качестве первого слоя, и клеевой слой будет нанесен на подложку в качестве последнего слоя, так чтобы клеевой слой был открыт для контакта с несущим нагрузку субстратом во время последующего наслаивания.

Многослойная литая пленка может быть наслоена на несущий нагрузку субстрат для образования листа композитной структуры. На фиг.3 показана иллюстративная система, в общем обозначенная как 300, для наслаивания многослойной литой пленки на несущий нагрузку субстрат. Система 300 может содержать подающий валок 302 многослойной литой пленки и подающие валки 304 и 306 несущего нагрузку субстрата. Подающий валок 302 многослойной литой пленки может подавать многослойную литую пленку на обе стороны подложки, и каждый из подающих валков 304 и 306 несущего нагрузку субстрата может подавать несущий нагрузку субстрат. Система 300 может дополнительно содержать установку 308 для нанесения слоев, такую как печь или горячие валки, для совместного наслаивания многослойный литых пленок и несущих нагрузку субстратов для образования двух листов композитного материала.

На фиг.4 показано размещение слоев 400, временно образованных во время наслаивания. Размещение 400 может содержать подложку 402, многослойную литую пленку 404, перекрывающую подложку 402, и многослойную литую пленку 406, проходящую под подложкой 402. Субстрат 408 может перекрывать многослойную литую пленку 404, и субстрат 410 может проходить под многослойной литой пленкой 406.

Возвращаясь к фиг.3, листы композитной структуры могут быть отделены от подложки и перемещены на принимающие валки 310 и 312 листов композитной структуры. Кроме того, подложка может быть перемещена на принимающий валок 314 подложки. Подложка может быть повторно использована для образования дополнительных многослойных литых пленок, и листы композитной структуры могут быть взяты для дальнейшей обработки.

В альтернативном варианте осуществления дисперсия полимеров, содержащая фторполимерный клей, может быть нанесена на несущий нагрузку субстрат. Дисперсия может быть высушена для удаления растворителя для того, чтобы образовать клеевой слой. Необязательно, промежуточная дисперсия полимеров может быть нанесена, перекрывая клеевой слой, и высушена для образования промежуточного полимерного слоя. Кроме того, уменьшающая трение дисперсия полимеров может быть нанесена, перекрывая клеевой слой или промежуточный слой. Уменьшающая трение дисперсия полимеров может быть высушена для удаления растворителя для образования уменьшающего трение полимерного слоя, тем самым образуя лист композитной структуры, содержащий многослойную литую полимерную пленку, содержащую клеевой слой, уменьшающий трение слой и, необязательно, промежуточный полимерный слой.

В варианте осуществления несущий нагрузку субстрат может быть обеспечен подающим барабаном и нанесение многослойной литой пленки может выполняться в непрерывном процессе. Композитную структуру могут возвращать на принимающий барабан. Композитная структура может подаваться с принимающего барабана на режущее или придающее форму оборудование. Альтернативно, композитную структуру могут подавать на поточное режущее или придающее форму оборудование без необходимости возвращения на принимающий барабан.

Лист композитной структуры может быть порезан на полосы или заготовки, из которых может быть сформирована втулка. Из заготовок может быть сформирована втулка, например, путем обкатки и отбортовки слоистого изделия для образования полуготовой втулки желаемой формы. В варианте осуществления втулка может содержать часть цилиндрической формы. В другом варианте осуществления втулка может иметь коническую форму. Дополнительно, втулка может содержать отбортованную часть на одном или более концах. Кроме того, слой скольжения может быть расположен на внутренней поверхности втулки или на внешней поверхности втулки. Альтернативно, лист композитной структуры может быть порезан, и ему может придаваться форма других подходящих структур, таких как противень или кровельный лист.

На фиг.5A-5F показано несколько форм втулок, которые могут быть образованы из заготовок. На фиг.5A показана цилиндрическая втулка, которая может быть образована путем обкатки. На фиг.5B показана отбортованная втулка, которая может быть образована путем обкатки и отбортовки. На фиг.5C показана отбортованная втулка, содержащая конусовидную цилиндрическую часть, которая может быть образована путем обкатки конусовидной части и отбортовки конца. На фиг.5D показана отбортованная втулка, установленная в отверстии, причем через отбортованную втулку проходит цилиндрический штифт. На фиг.5E показана двусторонняя отбортованная втулка, установленная в отверстии, причем через двустороннюю отбортованную втулку проходит цилиндрический штифт. На фиг.5F показана Г-образная втулка, которая может быть образована с использованием процесса штампования и холодного глубокого волочения, а не обкатки и отбортовки.

В конкретном примере втулка может быть применена в петле. Например, на фиг.6 и 7 показана иллюстративная петля 600, такая как петля автомобильной дверцы, петля капота, петля моторного отсека и тому подобное. Петля 600 может содержать внутреннюю часть 602 петли и внешнюю часть 604 петли. Части 602 и 604 петли могут быть соединены заклепками 606 и 608 и втулками 610 и 612. Втулками 610 и 612 могут быть гасящие вибрацию втулки, как описывалось ранее. На фиг.7 показано поперечное сечение петли 600, показывающее заклепку 608, и втулки 612 более подробно.

На фиг.8 показана другая иллюстративная петля 800, такая как петля автомобильной дверцы, петля капота, петля моторного отсека и тому подобное. Петля 800 может содержать первую часть 802 петли и вторую часть 804 петли, соединенные штифтом 806 и втулкой 808. Втулкой 808 может быть гасящая вибрацию втулка, как описывалось ранее.

В другом примере втулка может быть применена в рулевой колонке. Например, на фиг.9 показана иллюстративная рулевая колонка 900 для двухколесного транспортного средства, такого как велосипед. Рулевой вал 902 может быть вставлен в головную трубу 904. Втулки 906 и 908 могут помещаться между рулевым валом 902 и головной трубой 904 для поддержания выравнивания и препятствования контакту рулевого вала 902 с головной трубой 904. Кроме того, уплотнения 910 и 912 могут препятствовать засорению поверхности скольжения втулки грязью и другим твердыми частицами.

В варианте осуществления применение многослойной литой пленки может обеспечивать определенные преимущества по сравнению со строганой полимерной пленкой. В общем, строганую полимерную пленку изготавливают из вальцованной заготовки, которую изготавливают путем спекания большого количества полимера зернистой структуры в единую массу. Процесс изготовления вальцованной заготовки может ограничивать использование некоторых наполнителей, которые могут быть нестабильными при температуре спекания или могут производить газы во время процесса спекания. Использование литой пленки может существенно сократить время спекания и сделать возможным отведение газов, производимых определенным наполнителем. Кроме того, литая пленка может обладать усовершенствованными механическими свойствами, такими как прочность на разрыв и сопротивление разрушению, по сравнению со строганой пленкой. Далее, трибологические свойства литой пленки могут контролироваться лучше, чем в массе твердых полимеров вальцованной заготовки. В результате применения литая пленка может дать более плотное изделие, и трибологические свойства могут варьироваться в разных слоях многослойной литой пленки.

В дополнительном варианте осуществления применение многослойной литой пленки может обеспечивать определенные преимущества по сравнению с применением композита металл-полимер. Композит металл-полимер может быть образован путем каландрирования полимера зернистой структуры с металлической сеткой или покрытия пористого металла дисперсией полимеров и спекания композита металл-полимер. Многослойная литая пленка может обеспечивать больший контроль трибологических свойств, например, путем послойного варьирования трибологических свойств и может давать более тонкое изделие.

В другом примере втулка содержит несущий нагрузку субстрат, содержащий первую основную поверхность, и литую фторполимерную пленку, наслоенную на первую основную поверхность несущего нагрузку субстрата. Литая фторполимерная пленка может содержать уменьшающий трение слой и клеевой слой, причем несущий нагрузку субстрат проходит ближе к клеевому слою, чем к уменьшающему трение слою. Втулка может дополнительно содержать покровный слой, перекрывающий литую фторполимерную пленку.

В одном варианте осуществления покровный слой содержит смазывающее вещество. Смазка может быть выбрана из масла, воска, жира, политетрафторэтилена, графита, наноалмазов, детонационных наноалмазов, дисульфида молибдена, частиц углерода, минералов или любого их сочетания.

В другом варианте осуществления покровный слой содержит частично отвержденный реактопласт. Частично отвержденный реактопласт содержит прекурсоры неотвержденого реактопласта. Частично отвержденный реактопласт может быть выбран из эпоксидной смолы, полиимидной смолы, полиуретановой смолы, кремнийорганической смолы, полиэфирной смолы, меламино-формальдегидной смолы, фенолформальдегидной смолы или любого их сочетания.

В другом варианте осуществления покровный слой может содержать наполнитель.

В вариантах осуществления покровный слой может иметь толщину, равную по меньшей мере примерно 0,5 микрон, такую как по меньшей мере примерно равную 1 микрон, по меньшей мере примерно равную 2 микрона, по меньшей мере примерно равную 4 микрона, по меньшей мере примерно равную 8 микрон, по меньшей мере примерно равную 10 микрон, по меньшей мере примерно равную 20 микрон, по меньшей мере примерно равную 100 микрон или даже по меньшей мере примерно равную 500 микрон.

В другом варианте осуществления покровный слой может иметь толщину, не превышающую примерно 5000 микрон, такую как не превышающую примерно 2000 микрон, не превышающую примерно 1500 микрон, не превышающую примерно 1000 микрон, не превышающую примерно 800 микрон, не превышающую примерно 500 микрон, не превышающую примерно 200 микрон, не превышающую примерно 100 микрон, не превышающую примерно 80 микрон, не превышающую примерно 50 микрон, не превышающую примерно 40 микрон, не превышающую примерно 20 микрон или даже не превышающую примерно 10 микрон.

Варианты осуществления, предусматривающие наличие покровного слоя, помогут поддерживать в определенном состоянии контртела втулки или подшипника во время работы. Это происходит путем стабилизации переносимой пленки, которая вырабатывается на противоположной поверхности во время работы. Переносимая пленка еще больше снижает трение или минимизирует абразивное действие противоположной поверхности на слои подшипника или втулки. Это снижение скорости износа и/или коэффициента трения благодаря поддержанию в определенном состоянии контртела оптимизирует долгосрочное использование подшипника или втулки.

Покровный слой может быть нанесен во время или после процесса наслаивания материала субстрата. Например, покровный слой может быть нанесен на подшипник и втулку после процесса придания формы или формования. Альтернативно, покровный слой может быть нанесен незадолго до или вскоре после установления подшипника или втулки.

Некоторыми пригодными материалами для поддержания в определенном состоянии являются твердые смазки в виде субмикронных наполнителей. Такие субмикронные наполнители могут содержать детонационный наноалмаз (DND). В вариантах осуществления субмикронные наполнители могут быть диспергированы в покровном слое. Например, субмикронные наполнители могут быть диспергированы в PTFE или смоле, которая содержит PTFE.

В другом варианте осуществления покровный слой может содержать материал, который отверждается во время работы. Здесь теплота трения нагревает подшипник и покровный слой прилипает и отверждается на противоположной поверхности.

Применяемыми материалами являются частично отвержденные полимеры, такие как частично отвержденные реактопласты. В одном варианте осуществления частично отвержденный реактопласт содержит неотвержденный реактопласт. Например, могут использоваться неотвержденные или частично отвержденные смолы, такие как эпоксидная смола, полиимидная смола, полиуретановая смола, кремнийорганическая смола, полиэфирная смола, меламино-формальдегидная смола, фенолформальдегидная смола или любое их сочетание.

В одном дополнительном варианте осуществления частично отвержденная или неотвержденная смола может содержать смазки, такие как PTFE, субмикронные наполнители, такие как DND, или другие смазки, как описывается в данной заявке или обычно используется.

Более того, покровный слой может содержать средства поддержания в определенном состоянии. Средства поддержания в определенном состоянии реагируют с контртелом и помогают переносимой пленке связываться или приклеиваться. В одном варианте осуществления для контртел, выполненных из металла, средствами поддержания в определенном состоянии могут быть химикаты, такие как фосфаты, органические фосфаты, или хелатообразующие агенты, такие как EDTA.

Примеры

Образец 1 представляет собой строганую пленку, изготовленную из вальцованной заготовки, содержащей наполненный PTFE.

Образец 2 представляет собой литую пленку, изготовленную путем нанесения PTFE на полиимидную подложку.

Механические свойства образцов были измерены в соответствии с ASTM D1708 и D882. Таблица 1 показывает результаты.

Таблица 1
Прочность на разрыв (МПа) Растяжение в момент разрыва (%)
Продольное направление Поперечное направление Продольное направление Поперечное направление
Образец 1 11,1 8,1 82,0 48,4
Образец 2 11,5 12,5 237,3 220,3

Литая пленка (Образец 2) демонстрирует улучшенные механические свойства по сравнению со строганой пленкой (Образец 1). Кроме того, разница между продольным направлением и поперечным направлением ниже для Образца 2.

Следует отметить, что не все действия, описанные выше в общем описании или примерах, являются необходимыми, что часть определенного действия может не быть необходимой и что одно или более дальнейшее действие может выполняться в дополнение к описанным. Кроме того, порядок, в котором перечислены действия, не обязательно является порядком, в котором они выполняются.

1. Способ изготовления композитных структур, включающий:
нанесение первого и второго уменьшающих трение слоев на первую и вторую стороны полиимидной подложки;
нанесение первого и второго клеевых слоев, перекрывающих первый и второй уменьшающие трение слои, для образования первой и второй многослойной литой пленки;
наслаивание первой и второй многослойных литых пленок на первый и второй несущие нагрузку субстраты, причем каждый несущий нагрузку субстрат проходит ближе к соответствующему клеевому слою, чем к соответствующему уменьшающему трение слою, с образованием при этом первой и второй композитных структур; и
придание формы композитным структурам.

2. Способ по п.1, в котором нанесение уменьшающего трение слоя предусматривает нанесение дисперсии полимеров на подложку, высушивание дисперсии полимеров для образования полимерного слоя и спекание полимерного слоя.

3. Способ по п.1, в котором нанесение, высушивание и спекание первого и второго уменьшающих трение слоев является по существу одновременным.

4. Втулка, содержащая:
несущий нагрузку субстрат, содержащий первую основную поверхность; и
литую фторполимерную пленку, наслоенную на первую основную поверхность несущего нагрузку субстрата, причем литая фторполимерная пленка содержит уменьшающий трение слой и клеевой слой, несущий нагрузку субстрат проходит ближе к клеевому слою, чем к уменьшающему трение слою.

5. Втулка по п.4, у которой уменьшающий трение слой содержит фторполимер.

6. Втулка по п.5, у которой фторполимер выбран из группы, состоящей из политетрафторэтилена, фторированного этилен-пропилена, поливинилиденфторида, политрифторхлорэтилена, этилентрифторхлорэтилена, перфторалкокси полимера и любого их сочетания.

7. Втулка по п.5, у которой уменьшающий трение слой содержит уменьшающий трение наполнитель.

8. Втулка по п.7, у которой уменьшающий трение наполнитель выбран из группы, состоящей из стекловолокон, углеволокон, кремния, графита, полиэфирэфиркетона, дисульфида молибдена, ароматического полиэфира, частиц углерода, бронзы, фторполимера, термопластических наполнителей, минеральных наполнителей и любого их сочетания.

9. Втулка по п.4, у которой уменьшающий трение слой характеризуется коэффициентом трения, не превышающим примерно 0,4.

10. Втулка по п.4, у которой клеевой слой содержит полимер, выбранный из группы, состоящей из фторполимера, эпоксидной смолы, полиимидной смолы, акрилата, сополимера полиэфира/полиамида, этиленвинилацетата и любого их сочетания.

11. Втулка по п.4, у которой литая фторполимерная пленка содержит один или более дополнительных фторполимерных слоев между уменьшающим трение слоем и клеевым слоем.

12. Втулка по п.11, у которой дополнительный фторполимерный слой содержит сигнальный наполнитель для сигнализирования о том, что втулка требует замены.

13. Втулка, содержащая:
несущий нагрузку субстрат, содержащий первую основную поверхность; и
литую фторполимерную пленку, наслоенную на первую основную поверхность несущего нагрузку субстрата, причем литая фторполимерная пленка содержит уменьшающий трение слой и клеевой слой, при этом несущий нагрузку субстрат проходит ближе к клеевому слою, чем к уменьшающему трение слою; и
покровный слой, перекрывающий литую фторполимерную пленку.

14. Втулка по п.13, у которой покровный слой содержит смазывающее вещество.

15. Втулка по п.14, у которой смазывающее вещество выбрано из масла, воска, жира, политетрафторэтилена, графита, наноалмазов, детонационных наноалмазов, дисульфида молибдена, частиц углерода, минералов или любого их сочетания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к листу объемной голограммы для встраивания, а также бумаге и карте для предотвращения подделок, включающим такой лист. Лист объемной голограммы для встраивания, включающий в себя: слой объемной голограммы; и подложку, размещенную только на одной боковой поверхности слоя объемной голограммы с использованием склеивающего средства.

Изобретение относится к многослойным формованным изделиям, которые могут быть использованы в качестве плиты, пленки для теплиц или в качестве элемента окон. Формованное изделие (1) состоит из наружного слоя (2) и находящегося ниже наружного слоя (2) внутреннего слоя (3), выполненного из термопластичного полимера.

Изобретение относится к способу изготовления поглощающего покрытия, обеспечивающего поглощение в инфракрасном диапазоне длин волн для создания эталонов абсолютно черного тела в имитаторах излучения для аппаратуры дистанционного зондирования земли со стабильными характеристиками.

Изобретение относится к многослойным пленочным структурам, имеющим кольцеобразные профили, способам и устройству для получения раскрытых структур. Кольцеобразные многослойные изделия имеют равномерную толщину, по меньшей мере, четыре слоя и включают перекрывающиеся и неперекрывающиеся периферические области.
Изобретение относится к многослойной плоской или рукавной оболочке или пленке для пищевых продуктов, в частности для упаковок продуктов питания. Оболочка или пленка изготовлена способом выдувной экструзии и вытянута по двум осям способом тройного раздува.

Изобретение относится к поддающемуся последующему формованию изделию из фанеры, способу его изготовления и самоклеящемуся материалу. .

Изобретение относится к технологии производства баллистически стойких изделий, в частности, композиционных материалов, имеющих высокую прочность на истирание. .

Изобретение относится к области оконных пленок, обладающих низким коэффициентом излучения и пригодных для экранизации электромагнитных помех. Прозрачная композитная пленка с низким коэффициентом излучения не более 0,3 включает прозрачную пленочную подложку, подстилающий слой из устойчивого к истиранию материала твердого покрытия, содержащего отверждаемую акрилатную смолу и совместимого с пленочной подложкой, отражающий инфракрасное излучение слой. Поверх отражающего инфракрасное излучение слоя расположено прозрачное защитное поверхностное покрытие толщиной не более 0,5 мкм, содержащее полисилазан, фторсилан или фторакрилсилан. Изобретение позволяет снизить коэффициент излучения прозрачной композитной пленки, поднять уровень защиты и конфиденциальности электронных данных. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил., 10 табл., 18 пр.

Изобретение относится к пленке с покрытием, имеющей толщину менее 100 мкм, содержащей по существу биоразлагаемую подложку, содержащую на поверхности биоразлагаемое покрытие при весе покрытия не более чем 12 г/м2, где пленка с покрытием характеризуется скоростью проникновения водяных паров, тропические условия, 38°С, 90% RH, менее 20 г/м2/день и/или где пленка с покрытием имеет прочность сварки более 300 г/25 мм при сварке при 135°С со временем выдержки полсекунды при давлении 0,7031 кг/см2. Описаны также способ получения такой пленки методом полива из расплава и изделие. Технический результат - хорошие герметизирующие свойства и повышенные свойства сварки сертифицируемо биоразлагаемой пленки с покрытием. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области молниезащитных электропроводящих покрытий для конструкций из полимерных композиционных материалов, используемых в авиационной промышленности, и касается многослойного электропроводящего покрытия на основе термостойкого связующего. Содержит по меньшей мере два токопроводящих слоя равнопрочного углеродного наполнителя сатинового или саржевого плетения, по меньшей мере два диэлектрических слоя, чередующиеся с указанными токопроводящими слоями. Токопроводящие слои имеют электросопротивление не более 10 Ом. Диэлектрические слои содержат эпоксидное или цианэфирное связующее с температурой стеклования 200-280°C и температурой начала деструкции 320-420°C и частицы размером не более 100 нм, содержащие углеродную фазу. Электропроводящее покрытие имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: углеродный наполнитель 55-66, эпоксидное или цианэфирное связующее 33,95-42, частицы, содержащие углеродную фазу 0,05-3. Изобретение обеспечивает сохранение на высоком уровне остаточной прочности основного материала конструкции из ПКМ в эпицентре удара молнии с силой тока 200 кА и переносимым зарядом Q более 30 Кл, повышение стойкости покрытия к динамическим и тепловым нагрузкам вследствие воздействия молниевого разряда, а именно: отсутствие отслоения электропроводящего покрытия от основного материала конструкции, уменьшение диаметра деструкции связующего и обессмоливания верхнего слоя электропроводящего покрытия, уменьшение диаметра распушения жгутов на отдельные углеродные волокна электропроводящего покрытия. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к многослойным носителям информации с защитой от подделки. Носитель информации включает, по меньшей мере, один слой-основу, нанесенный на него слой с графическими элементами, один или несколько слоев с информацией о цветовом исполнении персональных данных и размещенный поверх всех слоев прозрачный полимерный слой с ахроматической составляющей изображения персональных данных. Слой с информацией о цветовом исполнении изображения персональных данных и верхний слой с ахроматической составляющей изображения персональных данных имеют различные показатели преломления, а верхний слой с ахроматической составляющей изображения имеет гладкую поверхность. Вследствие полного внутреннего отражения в прозрачных слоях при разных углах наблюдения многослойного изделия изображение персональных данных изменяется от цветного до ахроматического. Изобретение обеспечивает повышение степени защиты персональных данных на идентификационном документе от внесения несанкционированных изменений. 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.
Изобретение относится к баллистически стойкому изделию и способу его изготовления. Баллистически стойкое изделие содержит множество волокнистых слоев, каждый из которых содержит сеть волокон, в которой волокна имеют прочность, составляющую, по меньшей мере, 800 мН/текс (1100 МПа) по ASTM D 7269-07, и матричный материал, который содержит смесь, содержащую, по меньшей мере, одну самосшивающуюся акриловую смолу и/или, по меньшей мере, одну сшиваемую акриловую смолу и, по меньшей мере, один усилитель клейкости в количестве от 1 до 20% по массе в расчете на массу матричного материала. Усилитель клейкости выбран из группы, состоящей из канифольных смол, или терпеновых смол, или углеводородных смол. Технический результат - изделие согласно настоящему изобретению обладает более высокой адгезией между волокнистыми слоями как в несостаренном, так и в состаренном состоянии, и более низкое водоудержание после пропитывания водой, а само изделие успешно выдерживает испытание с пропитыванием жидким топливом. Полученное изделие, дополнительно содержащее пластину из металла или керамики, демонстрирует минимальное расслоение волокнистых слоев после баллистического удара или полное отсутствие такого расслоения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 табл., 5 пр.

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к листовым слоистым полимерным износостойким композиционным материалам, и может быть использовано в опорах скольжения различного назначения. Технический результат, достигаемый изобретениями, заключается в возможности снижения коэффициента трения в процессе эксплуатации при трении по стали 40X13A и сохранении эксплуатационных характеристик износа композиционного материала. Листовой слоистый полимерный износостойкий композиционный материал содержит по меньшей мере один конструкционный слой, выполненный из полимерного композиционного материала, содержащего в качестве полимерного связующего фенолформальдегидную смолу в виде новолачной формы или фенолформальдегидную смолу в виде резольной формы, в качестве волокнистого наполнителя полиоксадиазольное волокно или смесь полиоксадиазольного волокна и хлопчатобумажного волокна, а также порошковый наполнитель при заданном количественном содержании компонентов полимерного композиционного материала. Наружные конструкционные слои выполнены равной толщины, а внутренние конструкционные слои выполнены равной или неравной толщины. Слои используют волокна конструкционных слоев в виде нити, рубленой нити, ткани и других материалов. Порошковый наполнитель содержит коллоидный графит и/или дисульфид молибдена с разными размерами частиц. Во втором варианте листового материала демпфирующий слой содержит в качестве связующего фенолформальдегидную смолу в виде новолачной формы или фенолформальдегидную смолу в виде резольной формы, в качестве волокнистого наполнителя хлопчатобумажное волокно или стекловолокно при заданном количественном содержании компонентов демпфирующего слоя полимерного износостойкого композиционного материала, при этом количество конструкционных слоев превышает количество демпфирующих слоев на один слой. При этом композиционный материал демпфирующих слоев может содержать в качестве порошкового наполнителя коллоидный графит и/или дисульфид молибдена с заданными размерами частиц. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к покрытиям с барьерными свойствами для защиты от воздействия окружающей среды оборудования, находящегося в нисходящей скважине, и касается нанопокрытия для изделий. Композит включает подложку, слой связующего вещества, расположенный на поверхности подложки, и слой нанонаполнителя, содержащий нанографен и расположенный на поверхности слоя связующего напротив подложки. Слой нанопокрытия для нанесения на подложку включает многократно чередующиеся слои, состоящие из слоя связующего и слоя нанонаполнителя. Изобретение обеспечивает получение улучшенных барьерных свойств оборудования при работе в нисходящих скважинах. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 пр.

Изобретение относится к композитным материалам, применяемым в самолетостроении или архитектуре, и касается несгораемой композитной панели и способа ее изготовления. Включает в себя два внешних слоя и средний слой. Количество органических ингредиентов в среднем слое снижают настолько, чтобы сделать теплоту сгорания адекватной для достижения несгораемости, обеспечивая при этом достаточную гибкость композитной панели. Гидроксид магния внедряют в средний слой для достижения чрезвычайного задерживания распространения пламени. С целью изготовления композитных панелей по изобретению используют непрерывный пресс, заменяя экструдеры, известные из уровня техники. Изобретение обеспечивает создание несгораемой панели, обладающей гибкостью и легкой обрабатываемостью. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к носителям информации типа идентификационных карт на основе многослойных полимерных пленок и может быть использовано при изготовлении документов, кредитных и идентификационных карт с колористическим решением их элементов. Способ записи информации в многослойный носитель на основе металлизированных слоев, чувствительных к лазерному излучению, включает воздействие лазерным излучением на цветообразующие металлизированные слои на основе пленок металлов, выделение областей, различающихся цветовой характеристикой, определение областей воздействия лазерного излучения на носитель информации в соответствии с цветовой характеристикой выделенных областей, определение размера растрирующего элемента и фокусирование пучка лазерного излучения в соответствии с размером растрирующего элемента, сканирование лазером области воздействия лазерного излучения, запись информации гравированием металлизированного слоя лазерными импульсами с энергией, соответствующей градациям цветовой характеристики выделенной области в информационном поле, при этом формируют каждый растрирующий элемент на глубину размещения цветообразующего металлизированного слоя посредством удаления металлического материала вышележащих металлизированных слоев в пределах растрирующего элемента лазерной абляцией, а области заданной цветовой характеристики отображают посредством растров с заданным углом поворота каждого растра в плоскости соответствующего металлизированного слоя. Изобретение обеспечивает повышение информативности и степени защищенности документов. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх