DE2415255C3

DE2415255C3 - Verfahren zur Herstellung von"**5·1™11 Feststoff-Trockenschmierfilmen

Info

Publication number: DE2415255C3
Application number: DE2415255A
Authority: DE
Inventors: Hermann Willy Dr. Hellwig; Eilhard Dr.Rer.Nat. Jantzen; Guenter Prof. Dr. Spengler (Verstorben)
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1974-03-29
Filing date: 1974-03-29
Publication date: 1978-07-27
Also published as: DE2415255B2; DE2415255A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochwirksamen Feststoff-Trockenschmierfilmen, insbesondere auf Edelstahlen.

Es sind bereits eine Anzahl von Verfahren bekannt, Trockenschmierfilme auf Metallen wie Werkzeug- und Edelstahl aufzubringen. Als Trockenschmiermittel werden Molybdändisulfid und Wolframdisulfid verhältnismäßig häufig verwandt, denen als Mischungskomponente halogenierte Phthalocyanine zugesetzt werden können (DE-AS 12 55 222). Molybdändisulfid ist in vielen Fällen gegenüber der Verwendung von Graphit <o mit an sich vorteilhaften Zusatzstoffen (DE-AS 12 76 271) vorzuziehen, weil die Schmierwirksamkeit und damit die Anwendung von Graphit vom Vorhandensein von Feuchtigkeit abhängig ist.

Zum Aufbringen von festen Schmiermitteln auf Metalloberflächen ist es bekannt, M0S2, Graphit oder Polytetrafluoräthylen als festes Schmiermittel in Form einer Suspension unter Druck aufzutragen, wonach das Lösungsmittel verdampft und gegebenenfalls nach Wiederholung des Aufbringens die mit dem festen so Schmiermittel imprägnierte Oberfläche poliert wird (US-PS 27 31 360). Dabei wird als nachteilig angesehen, daß nur eine verhältnismäßig geringe Haftung an der Metalloberfläche erzielt werden kann, während bei einem anderen bekannten Verfahren, bei dem Molybdändisulfid als Zusatz eines flüssigen Schmiermittels verwendet wird (DE-OS 14 44 773), die Schwierigkeit besteht, daß in vielen Anwendungsfällen der Einsatz von flüssigen Schmierstoffen nicht möglich ist, beispielsweise bei extremen Temperaltiren, bei Verschmutzungsgefahr oder Verdampfungsneigung bei Unterdruck.

Eine verhältnismäßig gute Haftung wird dagegen durch ein anderes bekanntes Verfahren erzielt, bei dem die Oberflächen mittels Kathodenzerstäubung mit fest haftenden Schichten aus MoSj oder WSj belegt werden, welches Verfahren in der Literatur als sputtering-Verfahren bezeichnet wird (Chemical abstracts, 1974, Bd. 81, Nr. 12). Bei diesem Verfahren erfolgt die Verankerung mit der Lauf- oder Gleitfläche physikalisch im Vakuum durch Beaufschlagung durch Schmierstoffteilchen mit verhältnismäßig hoher Energie. Wie Versuche mit gesputterten Wälzlagern gezeigt haben, ist jedoch die Lebensdauer wegen der geringen Schichtdicke (1— 2μπι) für viele Anwendungszwecke nicht hoch genug, während die Schichten bei dickerem Auftrag sehr berührungsempfindlich sind.

Es sind ferner bereits Verfahren bekannt, bei denen MoS₂-Schichten chemisch mit der Oberfläche verbunden werden (DE-OS 20 24 836). Durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß bei unedlen Stählen das Aufbringen der eigentlichen Trockenschmierschicht auf einer durch dieses im situ-Verfahren erzeugten Grundierschicht allen anderen bekannten Verfahren zur Herstellung von Trockenschmierschichten überlegen ist. Da aber diesem Verfahren eine chemische Reaktion zugrunde liegt, was auch bei dem eingangs genannten Trockenschmiermittel (DE-AS 12 55 222) der Fall sein dürfte, ist dieses Verfahren auf relativ unedle Materialien beschränkt, so daß es beispielsweise bd aus hochwertigen Edelstahlen hergestellten Lagern nicht anwendbar ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von hochwirksamen Feststoff-Trockenschmierfilmen zu schaffen, mit dem auch bei aus Edelstahlen hergestellten Lagern ein hochwirksamer und langlebiger Trockenschmierfilm aufgetragen werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird deshalb das bekannte sputtering-Verfahren zur Herstellung einer Grundierschicht verwandt, um eine verbesserte Haftung für die eigentliche Trockenschmierschicht zu erzielen, die mit Hilfe bekannter Verfahren polierend auf die Grundierschicht aufgetragen wird. Zu dicke Grundierschichten können vor dem Auftrag der eigentlichen Trockenschmierschicht beispielsweise mit einem weichen Polierlappen so stark abgerieben werden, daß von der aufgetragenen Grundierschicht im wesentlichen nur noch die Verankerung mit der Oberfläche erhalten ' bleibt. Hierdurch kann eine außerordentlich hohe Haftung und damit eine sehr lange Lebensdauer der auf die Grundierschicht polierend aufgetragenen SchTiierschicht erreicht werden. Beispielsweise beim polierenden Auftragen von M0S2 wachsen neue MoS₂-FiInIe von den Verankerungen ausgehend zu den Schmiermittelschichten, die zusätzlich noch durch einen weiteren polierenden Auftrag mit Kunststoff wie Polytetrafluoräthylen auch zu Doppelfilmen erweitert werden können.

Durch einen Einlauf derart geschmierter Lager von nur wenigen Stunden, der auch vor deren endgültigem Einsatz erfolgen kann, kann überschüssiges Schichtmaterial abgestoßen werden, um die gut verankerten Schmierschichten automatisch auf die günstigste Dicke einzustellen, die bei MoS₂ etwa 6 μπι ± 4 beträgt. Durch die Herstellung derartiger Feststoff-Trockenschmierfilme kann die Lebensdauer im Vergleich zu bekannten Trockenschmierfilmen ohne eine nach dem sputtering-Verfahren hergestellte Grundierschicht um ein Mehrfaches verlängert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von hochwirksamen Feststoff-TrockenschmierFilmen, insbesondere auf Edelstahlen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Haftung auf den Lagerflächen durch das bekannte sputtering-Verfahren eine aus MoS₂ oder WS2 bestehende Grundierschicht mit einer Dicke von 1 —2 μΐπ aufgetragen wird, daß "> danach das Aufbringen der eigentlichen, ebenfalls aus M0S2 oder WS₂ bestehenden Trockenschmierschicht auf die Grundierschicht in bekannter Weise durch polierendes Auftragen erfolgt, und daß gegebenenfalls als v/eitere Schicht ein Kunststoff ^|5 polierend aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Trockenschmierschicht als weitere Schicht Polytetrafluorethylen polierend aufgetragen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der günstigsten Schmierschichtdicke durch Abstoßen überschüssigen Sichichtmaterials während eines Einlaufvorganges erfolgt.