DE102006015997A1

DE102006015997A1 - Verschleißfester Werkstoff

Info

Publication number: DE102006015997A1
Application number: DE200610015997
Authority: DE
Inventors: Frank Richter; Andreas Schmid
Original assignee: ENSINGER KUNSTSTOFFTECHNOLOGIE; Ensinger Kunststofftechnologie GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Wilfried Ensinger 71154 Nufringen)
Current assignee: ENSINGER KUNSTSTOFFTECHNOLOGIE; Ensinger Kunststofftechnologie GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Wilfried Ensinger 71154 Nufringen)
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-04

Abstract

Um einen verschleißfesten Werkstoff für die Herstellung von Bauteilen, die für Anwendungen mit hohen Verschleißbelastungen gedacht sind, zu erhalten, welcher nicht nur einen geringen Reibungskoeffizienten und eine hohe Abriebfestigkeit, sondern darüber hinaus auch eine große Bauteilfestigkeit aufweist, wird vorgeschlagen, einen Werkstoff zu verwenden, der eine thermoplastische Matrix umfasst und in die Matrix eingebettet einen Verstärkungsstoff sowie einen partikulären Füllstoff mit im Wesentlichen sphäroiden und/oder ellipsoiden Partikeln, wobei der Anteil des partikulären Füllstoffs 1 Gew.% oder mehr beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Werkstoffs.

Description

Die Erfindung betrifft einen verschleißfesten Werkstoff, umfassend eine thermoplastische Matrix für die Herstellung von Bauteilen, die für Anwendungen mit hohen Verschleißbelastungen gedacht sind.
Solche Werkstoffe müssen niedrige Reibwerte aufweisen und werden herkömmlich so formuliert, dass der thermoplastischen Matrix Festschmierstoffe wie z.B. PTFE, Graphit, MoS₂ und dergleichen zugegeben werden. Damit lassen sich zwar die Reibwerte ausreichend herabsetzen, jedoch führt dies regelmäßig zu einer Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs, insbesondere zu einer Verminderung der Werkstofffestigkeit. Die Festschmierstoffe zeigen aufgrund ihrer Anti-Haft-Eigenschaften wenig Affinität zu dem sie umgebenden Matrixmaterial und führen so zur Schwächung des Materialverbundes in der Matrix und damit zu einer Reduzierung der mechanischen Festigkeit des Werkstoffs.
Andererseits sind Verschleißbelastungen neben dem hohen Reibverschleiß häufig zusätzlich mit hohen Kraftbeanspruchungen verbunden, welche ein hohes Maß an Bauteilfestigkeit erfordern.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verschleißfesten Werkstoff, der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, welcher nicht nur einen geringen Reibungskoeffizienten und eine hohe Abriebfestigkeit, sondern darüber hinaus auch eine große Bauteilfestigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß umfasst ein verschleißfester Werkstoff eine thermoplastische Matrix und in die Matrix eingebettet einen Verstärkungsstoff sowie einen partikulären Füllstoff mit im Wesentlichen sphäroiden und/oder ellipsoiden Partikeln, wobei der Anteil des Verstärkungsstoffs 3 Gew.-% oder mehr und der Anteil des partikulären Füllstoffs 1 Gew.-% oder mehr beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Werkstoffs.
Erstaunlicherweise erzielt man damit verschleißfeste Werkstoffe, die eine hohe Bauteilfestigkeit aufweisen, die wesentlich von dem Verstärkungsstoff, der in die Matrix eingebettet ist, beeinflusst wird, die jedoch andererseits aufgrund des spezifischen partikulären Füllstoffes gleichzeitig eine hohe Abriebfestigkeit bei niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist.
Von Bedeutung ist insbesondere die sphäroide und/oder ellipsoide Form der Füllstoffpartikel. Kugelförmige Partikel sind dabei ebenso geeignet wie linsenförmige oder eher stab- oder zigarrenförmige. Dabei lassen sich unterschiedliche Partikelformen auch in der Mischung einsetzen. In Einzelfällen können auch Partikel in agglomerierter Form eingesetzt werden.
Die Agglomerierung lässt sich beim Einarbeiten der Partikelagglomerate in die Matrix in der Regel weitgehend bis im Wesentlichen vollständig aufheben, sodass eine sehr gute Gleichverteilung der Partikel in der Matrix erzielt wird.
In vielen Fällen ist es möglich, den verschleißfesten Werkstoff frei von Festschmierstoffen zu konzipieren.
Als Kunststoffe für die Bildung der thermoplastischen Matrix kommen vorzugsweise Polyetherketone, Polyamide und Polyester in Frage, ebenso wie auch Polyphenylensulfide, Polysulfone und Polycarbonate.
Mit dieser Palette an Kunststoffen steht eine breite Auswahl an Kunststoffen zur Verfügung, die je nach Einsatzzweck der Werkstoffe ausgewählt werden können. Durch die Verwendung von Copolymeren der genannten Kunststoffe lässt sich die Auswahl der Kunststoffe noch verbreitern.
Die vorgenannte Untergrenze für den Anteil des partikulären Füllstoffs mit 1 Gew.-% bringt bereits eine erhebliche Minderung des Reibungskoeffizienten mit sich bzw. erhöht bereits beträchtlich die Abriebfestigkeit. Die mechanische Festigkeit des Werkstoffs bleibt dabei im Wesentlichen unverändert bzw. kann durch entsprechende Einbindung des partikulären Füllstoffes (beispielsweise durch eine chemische Modifikation der Oberfläche der Füllstoffpartikel) sogar noch zu einer Erhöhung der Festigkeit eingesetzt werden. In vielen Fällen kann allerdings von dieser Möglichkeit abgesehen werden, da der Verstärkungseffekt durch den Verstärkungsstoff ausreichend gewährleistet werden kann.
Als Obergrenze für den Anteil des partikulären Füllstoffes ergibt sich ein Anteil von 30 Gew.-%, da bei größeren Anteilen eine weitere Steigerung der Abriebfestigkeit bzw. ein weiteres Absenken des Reibungskoeffizienten kaum noch zu beobachten ist.
Häufig lassen sich bereits optimale Effekte bezüglich der Abriebfestigkeit und dem verminderten Reibungskoeffizienten mit einem Anteil des partikulären Füllstoffs am Werkstoff von 5 bis 10 Gew.-% erreichen. Im Hinblick auf die Kosten der partikulären Füllstoffe ist mit einem solchen Anteil häufig bereits ein Optimum bei der Berücksichtigung der Bauteileigenschaften einerseits und der Kosten andererseits erzielt.
Bevorzugte partikuläre Füllstoffe mit sphäroiden und/oder ellipsoiden Partikeln sind insbesondere Silikat-, Metalloxid-, Glas-, Mineralstoff- und Kunststoffpartikel oder Mischungen der vorgenannten Partikel.
Besonders bevorzugt sind Silikatpartikel, insbesondere in Form von Eisenaluminiumsilikat- und/oder Natriumaluminiumsilikat-Partikeln.
Weiter bevorzugte Partikel sind Metalloxidpartikel, beispielsweise in Form von Eisenoxidpartikeln.
Die mittlere Korngröße (D50) der erfindungsgemäß verwendeten sphäroiden und/oder ellipsoiden Partikel liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 μm bis 10 μm, weiter bevorzugt bis 3 μm. Die Partikel sollten in Richtung ihrer größten Ausdehnung 20 μm vorzugsweise nicht überschreiten.
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare partikuläre Füllstoffe sind Omega Sil Nano, ein inerter, hochtemperaturbeständiger kugelförmiger Füllstoff auf der Basis von Eisenaluminiumsilikat, erhältlich von Omega Minerals Germany GmbH.
Weitere spezifische partikuläre Füllstoffe können aus den Bayferrox-Pigmenten der Firma Lanxess oder aus den Sicotan-Pigmenten der Firma BASF AG aus gewählt werden, die je nach Typ eine kugelige oder eine eher stab- oder zigarrenförmige Struktur haben können.
Beachtet werden muss, dass der partikuläre Füllstoff keine gebrochene Kornform mit unregelmäßigen, insbesondere scharfe Kanten aufweist.
Wichtig ist, dass die partikulären Füllstoffe insbesondere in oberflächennahen Bereichen und an der Oberfläche eines aus dem Werkstoff gebildeten Bauteils vorhanden sind, während die Gehalte an partikulärem Füllstoff weiter entfernt von der Bauteiloberfläche geringer ausfallen können und insbesondere auch bis Null abgesenkt sein können.
Die erfindungsgemäßen Werkstoffe eignen sich insbesondere auch für Beschichtungsanwendungen, während andererseits auch Bauteile insgesamt aus dem erfindungsgemäßen Werkstoff hergestellt werden können. Nähere Einzelheiten zu den typischen Anwendungsgebieten für den erfindungsgemäßen Werkstoff werden weiter unten noch näher erläutert.
Die Verstärkungsstoffe des erfindungsgemäßen Werkstoffes sind insbesondere dafür verantwortlich, dass der Werkstoff eine ausreichend hohe Festigkeit aufweist. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, dass der Verstärkungsstoff mit einem Anteil von bis zu 50 Gew.-% in dem Werkstoff enthalten sein kann.
Während Anteile von 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Werkstoffes, bereits erhebliche Steigerungen der Festigkeit des Werkstoffes zur Folge haben, bringen Anteile von mehr als 50 Gew.-% kaum noch eine nennenswerte Steigerung und sind insbesondere mit der Problematik behaftet, dass der Anteil an partikulärem Füllstoff unter Umständen dann nicht mehr frei in dem vorgenannten großen Bereich von 1 bis 30 Gew.-% gewählt werden kann.
Deshalb wird oft ein Anteil der Verstärkungsstoffe bis zu 30 Gew.-% verwendet, wobei häufig eine Untergrenze für den Anteil der Verstärkungsstoffe von 20 Gew.-% eingehalten wird.
Die Art des verwendeten Verstärkungsstoffes kann unterschiedlich sein, insbesondere eignen sich faserartige Stoffe oder nadelförmige Stoffe.
Die bevorzugt zu verwendenden Fasern sind vorzugsweise ausgewählt aus Kohlenstofffasern, Glasfasern, Polyamidfasern, insbesondere Aramidfasern und Mineralfasern oder Mischungen aus solchen Fasern. Die typische mittlere Faserlänge beträgt 0,2 bis 0,5 mm. Mit größeren mittleren Faserlängen lassen sich die Festigkeitswerte des Werkstoffs bei Bedarf weiter verbessern.
Im Hinblick auf die von dem Verstärkungsstoff bewerkstelligte Erhöhung der Werkstofffestigkeit lassen sich dann auch geringere Anteile von Festschmierstoffen wie z.B. PTFE, Graphit, MoS₂, SnS₂, WS₂ und/oder BN einarbeiten, die, auch wenn sie eine geringe Affinität zur thermoplastischen Matrix zeigen und dadurch eine Schwächung derselben an sich herbeiführen, problemlos im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% eingesetzt werden können. Damit lässt sich in einigen Fällen das Eigenschaftsspektrum der Werkstoffe weiter verbessern und abrunden.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Werkstoff, der im Wesentlichen aus der thermoplastischen Matrix und den darin eingebetteten Verstärkungs- und partikulären Füllstoffen, geringen Anteilen von Additiven sowie optional einem Anteil eines Festschmierstoffes besteht.
Die Additive umfassen dabei Verarbeitungshilfsmittel, thermische Stabilisatoren, Entformungshilfsmittel und farbgebende Agentien.
Der Anteil aller Additive beträgt vorzugsweise 5 Gew.-% oder weniger.
Die partikulären Füllstoffe werden vorzugsweise so ausgewählt, dass sie eine Druckfestigkeit von mindestens 50 MPa aufweisen, vorzugsweise sogar mindestens 250 MPa.
Aufgrund der Verwendung der partikulären Füllstoffe mit einer sphäroiden und/oder ellipsoiden Gestalt ergeben sich an den Oberflächen der aus dem Werkstoff hergestellten oder beschichteten Bauteile relativ geringe Kontaktfläche, sodass damit der Kontakt zu einem Reibpartner vermindert wird.
Bei neu hergestellten Bauteilen aus den erfindungsgemäßen Werkstoffen kann es vorkommen, dass an der Oberfläche liegende Füllstoffpartikel von dünnen Schichten an Matrixmaterial, einer so genannten Spritzhaut, überzogen sind. Diese Matrixanteile sind aber nach einer kurzen Einlaufzeit abgetragen und die Werkstoff-Gleitreibungseigenschaften werden dann maßgeblich und dauerhaft von dem partikulären Füllstoff bestimmt.
Aufgrund der Materialauswahl bei dem partikulären Füllstoff kann dann auch die hohe Abriebfestigkeit derselben gewährleistet werden, was insbesondere auf die vorstehend genannte Druckfestigkeit von mindestens 50 MPa zurückgeht.
Eine Obergrenze für die Druckfestigkeit der partikulären Füllstoffe liegt bei 500 MPa, vorzugsweise bei 450 MPa.
Die Härte der partikulären Füllstoffe wird vorzugsweise im Bereich von 5 bis 9 auf der Mohs-Skala liegen, weiter bevorzugt im Bereich von 6 bis 8.
Typische Anwendungsgebiete für den erfindungsgemäßen Werkstoff sind die Herstellung von Gleit- und/oder Reibelementen bzw. Beschichtungen solcher Bauteile.
Beispiele für Reibelemente sind Reibringe, Reibscheiben, Dichtringe, Anlauf- und Steuerscheiben im Getriebebau.
Des Weiteren wären zu nennen Kettenführungen, Gleitplatten für Fahrzeugschienen, Radialelemente im Pumpenbau und dergleichen.
Weitere Anwendungen liegen im Gebiet der Gleitlager, Gleitleisten, statisch/dynamisch hoch belasteten Bauteilen allgemein, Zahnrädern, Gleitschuhen, Kugelhahndichtungen, Kettenbuchsen, Gleitringen, Dichtringen, Kolben und Kolbenringen, Pumpengehäuse und deren Teile sowie Ventilgehäusen und deren Teile.
Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren und der Beispiele noch näher erläutert. Es zeigen:
1: Ein Zugfestigkeits-/Verschleißdiagramm für verschiedene erfindungsgemäße Werkstoffe und herkömmliche Werkstoffe;
2: Reibwerte für verschiedene herkömmliche und erfindungsgemäße Werkstoffe, bezogen auf deren Zusammensetzung; und
3: eine schematische Darstellung eines Oberflächenbereiches eines Bauteils aus einem erfindungsgemäßen Werkstoff bei einer Reibverschleißprüfung.
Die 1 zeigt die Zugfestigkeitswerte sowie die Verschleißrate verschiedener Werkstoffe auf der Basis von Polyetheretherketon (PEEK) als Material der thermoplastischen Matrix mit folgenden Zusammensetzungen:

Bei den einzelnen, in den Vergleichsbeispielen und Beispielen verwendeten Verstärkungsstoffen, Füllstoffen und Festschmierstoffen handelt es sich um folgende:

Kohlenstofffasern (CF):	Grafil 34-700 PES der Fa. Grafil (mittlere Länge 0,2
	bis 0,5 mm)
Eisenoxid (FeOsph):	Bayferrox 110 M
PTFE (TF):	Fluon FL1690 der Fa. Asahi
Graphit (GR):	Grase 01 der Fa. Kropfmühl AG

Als thermoplastisches Matrixmaterial PEEK kam PEEK 450 der Fa. Victrex zum Einsatz.
Die linke Hälfte der Grafik der 1 zeigt die Reduktion der Verschleißraten der Vergleichsbeispiele 1 und 2. Mit steigendem Anteil an Festschmiermittel von 10 Gew.-% auf 30 Gew.-%, tritt gleichzeitig eine erhebliche Verminderung der Zugfestigkeit ein, obwohl der Werkstoff einen Anteil von 15 Gew.-% Verstärkungsstoff in Form von Kohlenstofffasern enthält. Die Verminderung der Verschleißrate wird also mit einer drastischen Verschlechterung der mechanischen Festigkeit erkauft.
In der rechten Hälfte des Diagramms in 1 ist die Verschleißrate der erfindungsgemäßen Beispiele 1 und 2 dargestellt, die eine nur geringfügige Verminderung der Zugfestigkeitswerte zeigen, wenn der Anteil an kugelförmigen, gefällten Partikeln auf Eisenoxid-Basis (z.B. Bayferrox 110 M der Firma Lanxess mit einer vorherrschenden Teilchengröße von max. 0,7 μm; D(50) = 0,25 μm) von 5 auf 10 Gew.-% gesteigert wird. Gleichzeitig erhält man jedoch eine sehr deutliche Verminderung der Verschleißrate.
Obwohl die erfindungsgemäßen Werkstoffe der Beispiele 1 und 2 ohne Festschmierstoffanteile sind, erhält man bei geringeren Anteilen an Verstärkungsfasern und geringeren Anteilen an partikulären Füllstoffen (vgl. mit den Anteilen der Festschmierstoffe der Vergleichsbeispiele) deutlich niedrigere Verschleißraten bei ausgezeichneten Zugfestigkeitswerten.
Ein herausragender Vorteil der partikulären Füllstoffe gegenüber konventionellen Festschmierstoffen ist die geringere erforderliche Zugabemenge wie aus 1 ersichtlich. Mit einer 10%-Zugabe an Eisenoxidpartikeln in Kugelform wird bereits ein besseres Verschleißverhalten erzielt als mit der Zugabe von 30 Gew.-% konventioneller Festschmierstoffe. Darüber hinaus bleibt die Zugfestigkeit hoch, und für diese ist darüber hinaus ein geringerer Anteil an Kohlenstofffaser erforderlich.
Die für die vorgenannten Rezepturbeispiele erhaltenen Reibwerte gegenüber Stahl (100 Cr6) sind in der 2 aufgetragen, wobei die erfindungsgemäßen Werkstoffe mit einem Kohlenstofffasergehalt von 10 Gew.-% und einem Anteil von 5 bzw. 10 Gew.-% an Eisenoxidpartikeln (kugelförmig) erheblich geringere Reibwerte aufweisen. Es darf auch an dieser Stelle betont werden, dass diese überlegenen Eigenschaften wiederum ohne den Zusatz von Festschmierstoffen erzielt wurden.
Diese Reibwerte gegenüber Stahl liegen deutlich unter dem Niveau konventioneller Compounds, die einen 30%igen Festschmierstoffanteil aufweisen und deutlich geringere Festigkeitswerte zeigen. Alternativ können zu den kugelförmigen Partikeln wie in den vorstehenden Beispielen verwendet selbstverständlich wie eingangs beschrieben auch ellipsoide oder sphäroide, insbesondere auch stabförmige Partikel verwendet werden.
Die 3 zeigt zur Erläuterung der Messung der Reibwerte eine schematische ausschnittsweise Darstellung eines Bauteils 10 mit einer thermoplastischen Matrix 12 und einen in der thermoplastischen Matrix 12 eingelagerten partikelförmigen sphärischen Füllstoff 14. Der ebenfalls in der Matrix 12 des Bauteils 10 eingelagerte Verstärkungsstoff ist aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt. Wie ersichtlich verteilen sich die partikulären Füllstoffe insbesondere auch im Oberflächenbereich des Bauteils 10 und stehen in geringem Maße über die Oberfläche der Matrix 12 des Bauteils 10 hinaus. Bei einer Reibwertmessung wie sie in der 2 dargestellt ist, wird ein so genannter Gleitpartner 16, hier in Form einer Stahlplatte aus dem Werkstoff 100Cr6, gegen die Oberfläche des Bauteils 10 gedrückt und folgende Messwerte erfasst:
Reibkraft, Normalkraft, Umdrehungsfrequenz, Gleitweg, Verschleißhöhe sowie Stifttemperatur nahe der Kontaktfläche.
Die technischen Daten für die Messung sind die Folgenden:
Gleitgeschwindigkeit: 0,1 bis 5 m/s
Normalkraft: 5 bis 50 N
Umgebungstemperatur: 20 bis 80°C
Geometrie der Scheiben: Durchmesser bis 110 mm, Stärke (Dicke der Scheiben 10 mm)
Standardreferenzmaterial (Gleitpartner) aus 100Cr6-Stahl entweder in Kugelform mit einem Kugeldurchmesser bis 10 mm oder einem Stift mit einem Durchmesser von 3 bis 6 mm und einer Länge von 12 mm.
Die Messung der Werte der 1 und 2 erfolgte entsprechend der ISO-Norm 7148-2 (Prüfung A). Die in der 1 und 2 angegebenen Werte für die Verschleißrate bzw. die Reibwerte wurden mit einem Prüfkörper in Form eines zylindrischen Stifts mit einem Durchmesser von 3 mm und einer nominellen Höhe von 12 mm erhalten. Die Oberflächenrauigkeit des Gegenlaufpartners aus 100Cr6-Stahl lag bei einem Ra-Wert von kleiner 0,1 μm, typischerweise im Bereich von 0,04 μm bis 0,06 μm.
Die Dauer der Reibversuche betrug jeweils 5 Stunden.
Die verwendete Prüfmaschine war ein Tribometer gemäß ASTM G99 der Firma CSM Instruments SA, Schweiz.

Claims

Verschleißfester Werkstoff umfassend eine thermoplastische Matrix und in die Matrix eingebettet einen Verstärkungsstoff sowie einen partikulären Füllstoff mit im wesentlichen sphäroiden und/oder ellipsoiden Partikeln, wobei der Anteil des Verstärkungsstoffs 3 Gew.-% oder mehr und der Anteil des partikulären Füllstoffs 1 Gew.-% oder mehr beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Werkstoffs.
Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Matrix einen Kunststoff umfaßt, ausgewählt aus Polyetherketonen, Polyamiden, Polyestern, Polyphenylensulfiden, Polysulfonen und Polycarbonaten.
Werkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Matrix im wesentlichen aus einem der genannten Kunststoffe besteht.
Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des partikulären Füllstoffs bis zu 30 Gew.-% beträgt.
Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der partikuläre Füllstoff mit einem Anteil von 5 bis 10 Gew.-% in dem Werkstoff enthalten ist.
Werkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der partikuläre Füllstoff sphäroide und/oder ellipsoide Partikel umfasst, die ausgewählt sind aus Silikat-, Metalloxid-, Glas-, Mineralstoff- und Kunststoffpartikeln oder Mischungen der vorgenannten Partikel.
Werkstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikatpartikel Eisenaluminiumsilikat- und/oder Natriumaluminiumsilikatpartikel umfassen.
Werkstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxidpartikel Eisenoxidpartikel umfassen.
Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sphäroiden und/oder ellipsoiden Partikel eine mittlere Korngröße (D50) im Bereich von 0,1 μm bis 10 μm, bevorzugt bis 3 μm aufweisen.
Werkstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Partikel des partikulären Füllstoffs in Richtung ihrer jeweils größten Ausdehnung 20 μm oder weniger beträgt.
Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsstoff mit einem Anteil von bis zu 50 Gew.-% in dem Werkstoff enthalten ist.
Werkstoff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsstoff mit einem Anteil von 20 bis 30 Gew.-% in dem Werkstoff enthalten ist.
Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsstoff Fasern umfassen, die insbesondere ausgewählt sind aus Kohlenstoff-Fasern, Glasfasern, Polyamidfasern, insbesondere Aramidfasern, und Mineralfasern oder Mischungen dieser Fasern.
Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 13, im Wesentlichen bestehend aus einer thermoplastischen Matrix, dem in die Matrix eingebetteten Verstärkungsstoff und dem in die Matrix eingebetteten partikulären Füllstoff, geringen Anteilen von Additiven sowie optional einem Anteil eines Festschmierstoffs.
Werkstoff nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil aller Additive 5 Gew.-% oder weniger beträgt.
Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff einen Festschmierstoff mit einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 3 bis 5 Gew.-% enthält.
Werkstoff nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Festschmierstoff ausgewählt ist aus PTFE, Graphit, MoS₂, SnS₂, WS₂ und/oder BN.
Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der partikuläre Füllstoff eine Druckfestigkeit von mindestens 50 MPa, vorzugsweise mindestens 250 MPa aufweisen.
Werkstoff nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die partikulären Füllstoffe eine Druckfestigkeit bis 500 MPa, vorzugsweise bis 450 MPa aufweisen.
Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der partikuläre Füllstoff eine Härte im Bereich von 5 bis 9, vorzugsweise 6 bis 8, auf der Mohs-Skala aufweist.
Verwendung eines Werkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Herstellung von Gleit- und Reibelementen.