Brevet FR2050220A1 — publié le 19710402

La présente invention concerne de nouveaux produits autolubrifiants conducteurs de la chaleur et de l'électricité obtenus à partir de mélanges convenables de polytétrafluoréthylène et d'un métal inoxydable plus particulièrement d'argent. Elle concerne également l'application desdits produits nouveaux pour la préparation de pièces, fils ou revêtements. iî a déjà été préconisé de mélanger des métaux à des polytétrafluoréthylènes dans le but d'améliorer l'aspect et certaines propriétés des polytétrafluoréthylènes. C'est ainsi par exemple que des pièces de formes et de propriétés diverses ont pu être obtenues à partir de mélanges de polytétrafluoréthylène et de cuivre ou de bronze. Mais de tels mélanges n'ont jamais permis 1-' obtention d'un matériau suffisamment homogène et de structure telle qu'il présente une conductibilité thermique et électrique élevées dans toutes les directions et dans toute sa masse. La présente invention concerne de tels matériaux ; ces matériaux sont caractérisés en ce qu'ils contiennent de 0,35 à 0,4 partie, en volume, d'une poudre fine d'un métal non oxydable et plus particulierement d'argent, pour 1 partie, en volume, d'une poudre fine-d'un polymère du tétrafluoréthylène, lesdites poudres ayant été mélangées mises sous pression et agglomérées par chauffage à une température de 3600 C, suivant les techniques connues utilisées pour la préparation des pièces en polytétrafluoréthylène. Pour la préparation-des matériaux selon l'invention, il a été utilisé une poudre fine d'un matériau non oxydable, de préférence de l'argent, de granulomé-trie moyenne 20 microns environ. Lorsqu'une telle poudre est examinée au microscopé, elle se présente généralement sous forme de grains ou de petits batonnets dont la surface est déchiquetée. On a utilisé également un polytétrafluoréthylène sous forme de poudre dont la granulométrie moyenne est d'environ 70 microns. Ces deux poudres sont intimement et énergiquement mélangées de façon à constituer, après mélange, une masse homogène dans laquelle, quelles que soient les manipulations courantes auxquelles ladite masse est soumise, on ne constate plus de séparation des poudres initialement utilisées. Il semble bien que, déjà à ce stade, il y ait enrobage ou réaction entre les deux maté- riaux de base. Après ce mélange, la masse est pressée et moulée, de façon connue pour le polytétraflubréthylène par chauffage dans un moule dont la température est d'environ 360 C. On obtient ainsi des pièces très homogènes présentant une excellente conductibilité thermique et électrique dans toutes les directions. Il est également possible d'étendre directement le mélange des poudres sur une surface métallique convenablement traitée de façon à réaliser sur cette surface un revêtement plus ou moins épais en matériau selon l'invention. Après revêtement, l'ensemble est mis sous pression et porté: à une température de 360"Cpendant le temps nécessaire pour réaliser, d'une part, l'agglomération complète des pou#dres du mélange et, d'autre part, une liaison entre ledit mélange et la surface de la pièce métallique ; pour que cette dernière liaison soit plus solide, il est utile de sabler la surface métallique au moyen d'un sablage profond ou de ménager sur cette surface des aspérités par tout moyen connu il est également souvent souhaitable d'interposer entre la couche du matériau nouveau et le métal une très mince pellicule d'une couche "téflonnée" de collage. Dans le cas particulier où l'on désire utiliser une couche épaisse du matériau selon l'invention,il peut être utile, pour des raisons purement mécaniques, d'armer ladite couche au moyen d'une grille ou d'un grillage ou d'un tissu métallique selon des procédés connus. L'exemple non limitatif suivant décrit un procédé de préparation d'un matériau selon l'invention On introduit dans un mélangeur 100 g d'une poudre de "Téflon" de granulométrie moyenne, 70 microns et 170 g d'une poudre d'argent de granulométrie moyenne 20 microns ; le mélangeur est mis en marche de façon à réaliser un mélange très homogène des deux poudres ; on a pu d'ailleurs constater que ledit mélange s'effectuait avec une réduction notable de la granulométrie du "Téflon" utilisé puisqu'après mélange ledit "Téflon" ne présentait plus qu'une granulométrie moyenne de 15 à 20 microns. Ce mélange est introduit dans un moule, de forme convenable, est pressé, puis est chauffé pendant environ 1 h à une température de l'ordre de 360 C. On obtient ainsi une pièce autolubrifiante, parfaitement homogène macroscopiquement, conductrice de la chaleur et de l'électricité. A partir d'un bloc, par exemple cylindrique, réalisé comme décrit ci-dessus il est possible par découpage mécanique de préparer des fils ou des bandes du matériau selon l'invention. Un fil, préparé comme décrit ci-dessus, de 12/lOede millimètre de diamètre a une résistance de 1/10 ohm au mètre. On notera que, sans perdre de sa conductibilité, un tel fil peut être étiré longitudinalement de 10 à 15 % environ. Une bande préparée comme décrit ci-dessus a été placée sur une surface métallique convenablement préparée (sablage) et fixée à celle-ci par chauffage à une température appropriée (3600C environ). On a réalisé ainsi un palier de 70 mm de diamètre. Ce dernier, muni d'une épaisseur de 23/tOOede millimètres de produit selon l'invention (par fixation d'une bande et mise aux dimensions définitives par alésage), a été 2 testé à 3 000 tr/mn et avec une charge de 700 g/cm de surface projetée. Au cours de cet essai qui a duré de nombreuses heures il 'n'a pas été possible de déceler une élévation de température supérieure au l/lOede degré dans la couche métallique du palier. On notera de plus que les matériaux selon l'invention peuvent être usinés selon les besoins et ce par tous moyens connus de façon à obtenir des pièces finies ayant les dimensions précises désirées. REVENDICATIONS 1 - Matériaux nouveaux autolubrifiants et conducteurs, caractérisés en ce qutils contiennent sous forme agglomérée de 0,35 à 0,4 parties, en volume, d'une poudre fine d'un métal non oxydable et plus particulièrement d'argent pour 1 partie, en volume, d'une poudre fine d'un polymère de polytétrafluoréthylène. 2 - Procédé de préparation de matériaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on. homogénéise de 160 à 180 parties en poids d'argent de granulométrie moyenne 20 microns et 100 parties en poids de "Téflon" de granulométrie moyenne 70 microns et que l'on agglomère, à une température d'environ 3600C le mélange homogène obtenu. 3 - Application des matériaux selon la revendication 1 à la préparation de pièces moulées, de fils ou surfaces enduites.