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包含氟塑料和粘合剂树脂的滑动材料的滑动特性得到改善，使得它能承受高速度和高载荷并且能够将滑动条件从无润滑油状态改变到含有润滑油状态，反之亦然。一种新颖的滑动材料，包含在平均纵横比方面扁平物比值为1.5－10的氟塑料颗粒和粘合剂树脂。

1、  滑动材料，其包含在平均纵横比方面扁平物比值为1.5-10的氟塑料颗粒和粘合剂树脂。

2、  根据权利要求1所述的滑动材料，其中所述氟塑料为选自由聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、和乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)构成的物质组中的至少一种。

3、  根据权利要求1或2所述的滑动材料，其中所述氟塑料颗粒为经过焙烧的氟塑料，其具有2-20微米大小的平均颗粒直径并且随后被压碎。

4、  根据权利要求1-3中任一项所述的滑动材料，其中所述粘合剂树脂为选自聚酰胺酰亚胺和聚酰亚胺组成的物质组中的至少一种。

5、  根据权利要求2所述的滑动材料，包含体积百分比为5-40％的所述氟塑料颗粒和其余的体积百分比为95-60％的所述树脂粘合剂。

6、  根据权利要求1所述的滑动材料，进一步包含体积百分比为2-40％的选自包括MoS₂和石墨的物质组中的固体润滑剂，其余为体积百分比为98-60％的所述氟塑料颗粒和所述粘合剂树脂。

7、  根据权利要求1所述的滑动材料，进一步包含体积百分比为0.1-5.0％的选自包括SiO₂、TiO₂、SiC、和Al₂O₃的物质组中的至少一种耐磨添加剂，其余为体积百分比为99.1-95.0％的所述氟塑料颗粒和所述粘合剂树脂。

8、  根据权利要求1所述的滑动材料，进一步包含体积百分比为2-40％的固体润滑剂，和体积百分比为0.1-5.0％的选自包括SiO₂、TiO₂、SiC、和Al₂O₃的物质组中的耐磨添加剂，其余是所述氟塑料和所述粘合剂树脂。

9、  根据权利要求1-8中任一项所述的滑动材料，沉积在斜盘式压缩机旋转斜盘的滑动部分上。

含有氟塑料和粘合剂树脂的滑动材料
技术领域
本发明涉及滑动材料，特别涉及含有氟塑料和用于粘结氟塑料的粘合剂树脂的滑动材料，尤其是涉及适合于沉积在斜盘式压缩机旋转斜盘的滑动表面上的滑动材料。
背景技术
氟塑料在干润滑条件下具有优秀的低摩擦特性。然而，为了提高基于氟塑料的滑动构件的耐磨性，将氟塑料与固体润滑剂例如MoS₂、石墨等混合并且将它们与基础树脂相粘结。
在现有技术中，为改进基于氟塑料的滑动材料的滑动特性，已对添加剂的配比或量，以及颗粒直径进行调节。
例如，在日本未审专利No.7-97517中披露了一种滑动材料，该滑动材料包含重量百分比为50-73％的聚酰胺树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种，作为固体润滑剂的重量百分比为3-15％的聚四氟乙烯(PTFE)，20-30％的二硫化钼(MoS₂)和重量百分比为2-8％的石墨，其在灰口铸铁中所含有的石墨的润滑作用，0.08-1米/秒的低滑动速度和相对较低的载荷条件下具有改进的耐磨性和初始相容性。这种材料适于用作活塞裙部的表面层。
在日本未审专利No.2000-136397中披露了一种滑动材料，该滑动材料包含重量百分比为10-40％的焙烧过的颗粒状聚四氟乙烯和重量百分比为3-40％的石墨，其余为粘合剂树脂，也就是聚酰亚胺和/或聚酰胺酰亚胺，其在干燥条件下具有改进的滑动特性，并且适合作为弧刷臂的滑动材料，所述弧刷臂在20毫米/秒的低速和相对较低的载荷条件下进行操作。通过悬浮聚合或者乳化聚合形成聚四氟乙烯粉末，将得到地聚四氟乙烯粉末加热至熔化温度，即进行焙烧，然后将焙烧过的聚四氟乙烯粉末粉碎，制备出该焙烧过的颗粒状聚四氟乙烯。
例如图1中示出的斜盘式压缩机的一个实例包括以下构件：缸筒1；阀板2；缸盖3；驱动轴4；止推轴承5；径向轴承6；机械密封件7；旋转斜盘8；其中安装有旋转斜盘8的旋转斜盘室10；缸孔11；活塞12；球体13；穿过阀板2的端口15；以及喷出室16；与喷出室16相连通的端口(未示出)；和抽吸室21。在这种斜盘式压缩机中，驱动轴4受到旋转驱动，以使与驱动轴4为一体的旋转斜盘8旋转。随旋转斜盘8的旋转，活塞12进行往复运动，由此在缸孔11内压缩冷却介质。受压缩的冷却介质通过端口15A，15B被分别喷入相应的喷出室16A，16B中。随后，受压缩的冷却介质通过端口17，喷出端口19，端口20，一对抽吸室21A，21B，未示出的抽吸阀和穿过阀板2A的端口15A被吸入缸孔11内。受压缩的冷却介质所包含的润滑油在雾化状态下被引入旋转斜盘室10中并被送至旋转斜盘8，止推轴承5等的滑动部分。
与斜盘式压缩机旋转斜盘的表面处理相关的现有技术包括以下文献：
(1)欧洲专利No.713972B1。对铜或铝合金进行火焰喷涂，并且如必要的话，也可将铅或锡涂层涂镀在所述火焰喷涂层上。
(2)美国专利No.6123009。火焰喷涂形成的铜层上涂有MoS₂或聚四氟乙烯涂层膜。
(3)日本未审专利No.02-002475。在铝合金基底上形成一层固体润滑剂层。
(4)日本未审专利No.2000-265953。金属颗粒被加入到该树脂层中。
(5)日本未审专利No.2002-005013。在旋转斜盘上形成无定形硬碳膜(DLC)。
(6)日本未审专利No.2002-036902。在旋转斜盘上形成包含固体润滑剂和聚醚醚酮(PEEK)树脂混合物的涂层膜。
(7)日本未审专利No.2002-89437。在旋转斜盘上形成包含固体润滑剂和土状石墨树脂混合物的涂层膜。
(8)日本未审专利No.2002-180961。在烧结层表面上沉积出树脂涂层或镀层。
根据上述现有技术(2)所述的涂层组分中所含有的聚四氟乙烯在较差的润滑油滑动条件下，即安装在车辆中的斜盘式压缩机被启动或受驱动进行旋转并且仅通过冷却介质进行润滑，在通过滑履进行滑动时具有低摩擦效应。具体而言，发热受到聚四氟乙烯的抑制。另一方面，当需要快速冷却内部时，斜盘式压缩机在高速和高载荷的滑动条件下进行操作。在这种情况下，在所述涂层组分中所含有的聚四氟乙烯产生严重的剥离磨损，使得所述表面受到严重损坏并产生卡缸。
根据上述现有技术(1)所述的表面处理提供一种仅包括金属的涂层膜。进行这种表面处理的旋转斜盘有可能在较差的润滑油滑动条件下相对于相对构件，如滑履被卡住。
根据上述现有技术(3)，(4)，(6)和(7)所述的表面处理提供一种在金属表面上的固体润滑剂涂层膜。这种涂层膜在当前的高速旋转和高载荷条件下可产生剥落问题。
根据上述现有技术(5)所述的DLC表面涂层例如树脂涂层膜在往复载荷的作用下可能开裂。
上述现有技术(8)提供一种在烧结金属层上的树脂涂层或镀层。由于在树脂涂层和烧结金属之间的接触面积大于该层与非烧结层金属和由此的无孔金属的面积，因此树脂涂层的剥落被削弱。然而从根本上，由于树脂具有较低强度并且不能承受来自滑履的载荷，因此不能避免产生树脂涂层的剥落。
发明内容
因此，本发明的目的在于改进滑动材料的滑动特性，所述滑动材料经受高速和高载荷并且在从无润滑油状态改变到润滑油状态，反之亦然的滑动条件下使用。
本发明的特定目的在于减轻包含聚四氟乙烯的滑动材料的剥离磨损并且改变其磨损机制，使得逐步几乎不发生磨损并且由此形成改进的相容性表面。
根据本发明的目的，提供一种滑动材料，其包含在平均纵横比方面扁平物比值为1.5-10的氟塑料颗粒和粘合剂树脂。
还提供一种滑动材料，其包括在平均纵横比方面扁平物比值为1.5-10的氟塑料颗粒和粘合剂树脂。
氟塑料颗粒优选为选自由聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、和乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)构成的物质组中的至少一种。
在以下说明中，通过聚四氟乙烯的典型实例对氟塑料进行描述。
颗粒状聚四氟乙烯颗粒的表面积比扁平的聚四氟乙烯颗粒的表面积更小。因此带有粘合剂的在前颗粒的粘结强度小于在后颗粒的粘结强度。因此在前颗粒易于与粘合剂分离，使得聚四氟乙烯发生剥落。与此相反，包括粘有粘合剂的扁平的聚四氟乙烯颗粒的该滑动材料具有改进的相容性，使得可在该滑动材料的表面上实现流体润滑。
同时，在初始滑动期间仅有冷却介质润滑的这种较差的润滑油条件下，聚四氟乙烯具有与聚四氟乙烯颗粒形状无关的低摩擦特性。在滑动过程中在包含聚四氟乙烯的滑动材料和滑履之间的摩擦因此较小。具体而言，具有几个原子层厚度的聚四氟乙烯的极薄表面易于开裂。甚至可在极小的外部力条件下发生这一过程，使得可实现符合要求的较小摩擦。
附图说明
图1是根据一个实例所述的斜盘式压缩机的横断面图；
图2是示出了聚四氟乙烯颗粒的平均纵横比与基于聚四氟乙烯的滑动材料的卡缸时间之间的相互关系的视图，其中平均纵横比为1-5的部分的标尺刻度大于平均纵横比为5-10和10-15的部分的标尺刻度；和
图3是包含扁平的聚四氟乙烯、石墨和MoS₂的滑动层的示意图。
具体实施方式
通过进行强烈的剪切混合，颗粒状聚四氟乙烯颗粒可被压扁。能够进行剧烈的剪切混合的玻珠研磨搅拌机被用以制备可被称作涂料的固体润滑剂涂层混合物。对聚四氟乙烯颗粒的平均纵横比和该涂料的混料时间进行研究。还研究了卡缸时间对平均纵横比的依赖性。
对于每种具有不同平均纵横比的混合物，所述涂料的组分为包含60％体积百分比的PAI，20％体积百分比的PTFE，和20％体积百分比的石墨。
测试条件如下。
试验机：3销/盘型卡缸试验机
载荷：1.2kN
转数：1000rpm
润滑条件：R 134气体
相对轴：SUJ2(滑履形状)
从图2可清楚地看出，随平均纵横比最大增至约0.2，卡缸时间随之增加。随后由于扁平化造成聚四氟乙烯的强度大大减小，卡缸时间减少。基于这一结果，根据本发明聚四氟乙烯颗粒的平均纵横比被限制在1.5-10之间。优选的平均纵横比为2-5。测出存在于1毫米×20微米大小的表面上的聚四氟乙烯颗粒的长直径/短直径的比值，并且计算该测量值的平均值得到平均纵横比比值。
粘合剂选自耐热树脂并且优选为聚酰胺酰亚胺和聚酰亚胺中的至少一种。氟塑料颗粒的配比基于氟塑料颗粒和粘合剂的总体积，或者氟塑料颗粒、耐磨添加剂和/或固体润滑剂和粘合剂的总体积，优选为体积百分比5-40％，更优选为体积百分比15-35％。以上所述这些体积中的每一种在下文中都被称作总体积。
如必要的话，可含有基于所述总体积的体积百分比为2-20％的选自由MoS₂和石墨构成的物质组中的至少一种固体润滑剂。其余为体积百分比为98-80％的氟塑料颗粒和粘合剂树脂。
此外，可含有基于所述总体积的体积百分比为0.1-5.0％的选自SiO₂、TiO₂、SiC、和Al₂O₃构成的物质组中的至少一种耐磨添加剂。其余为体积百分比为99.9-95.0％的氟塑料颗粒和粘合剂树脂。
当所述涂料进行强烈地剪切混合时，所含的颗粒状聚四氟乙烯在涂料中被压扁。例如具有2-20微米平均颗粒直径的经过焙烧的氟塑料可与由IPROS公司研制的玻珠研磨机内的其它原材料混合，并且由此可制备出根据本发明所述的滑动材料。
根据本发明所述的滑动材料优选可被用于例如斜盘式压缩机的滑动层等，其在较高压力和高速和在滑动面上施加润滑油的条件下进行操作。
实例
具有图1和图2所示混合组分的涂料使用螺桨式搅拌器进行混合(比较例，未经处理的PTFE)并且通过玻珠研磨机进行强烈的剪切混合(实施例，压扁的PTFE)。
相应组分如下：
PTFE：Kitamura有限公司的产品，KTL-8N
PAI：Hitachi Kasei有限公司的产品，HPC-6000
MoS₂：平均颗粒直径-25微米；Sumitomo Mining Lubricant有限公司的产品，Molypowder PB。
石墨：平均颗粒直径-1微米；Nippon Graphite有限公司的产品，CSSP。
经过制备的粉末被加到旋转斜盘的基底上，以提供20微米厚的涂层，并且所述涂层的表面被抛光以形成约0.3微米的粗糙度Rz。
测试条件为无润滑油润滑并且测试条件如下：
试验机：3销/盘型卡缸试验机
载荷：1.2kN(4MPa)
转数：1000rpm(4.2m/s)
润滑条件：R 134气体
相对轴：SUJ2(滑履形状)
测试结果如表1所示。
                           表1