[發(fā)明專利]改性聚酰亞胺耐磨層的三層復(fù)合自潤滑滑動(dòng)軸承及其制作方法

有效

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• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN102345678A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫志華;陸忠泉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江長盛滑動(dòng)軸承股份有限公司
• 主分類號(hào): F16C33/20
• 分類號(hào): F16C33/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種滑動(dòng)軸承，尤其是一種在滑動(dòng)層面帶有改性聚酰亞胺耐磨層的三層復(fù)合自潤滑滑動(dòng)軸承及其制作方法。

背景技術(shù)

20世紀(jì)70年代英國Glacier公司問世DU軸承，是有三層復(fù)合材料卷制而成的滑動(dòng)軸承，在摩擦層襯里層采用聚四氟乙烯(PTFE)和鉛(Pb)燒結(jié)的混合物，其特點(diǎn)是低摩擦、耐磨損、自潤滑，DU軸承的出現(xiàn)替代了傳統(tǒng)滑動(dòng)軸承必須依賴加油潤滑，是滑動(dòng)軸承領(lǐng)域一次顛覆性的革命，大大降低了材料成本，改小了體積，降低了勞動(dòng)成本和環(huán)境污染。DU產(chǎn)品一直延續(xù)至今還在用，但DU產(chǎn)品還是存在著很多不足之處，首先它含鉛，其次摩擦性能、環(huán)境適用性能(耐高溫)受到PTFE本身物理性能的限止，在較高的溫度和較高的負(fù)載工況下難擔(dān)重負(fù)。多年來業(yè)內(nèi)對三層復(fù)合的滑動(dòng)軸承創(chuàng)新的研究沒有停止過，而研究的重點(diǎn)是放在無鉛和提高摩擦磨損性能、高承載能力及耐高溫上。如已授權(quán)的ZL?2009?10153447公開了一種“PEEK覆膜高性能滑動(dòng)軸承及其制造方法”，具有高PV值，抗疲勞性能優(yōu)良，耐高溫，耐磨性能優(yōu)越的性能，技術(shù)方案是：它以鋼板為基材，在基材的工作表面按現(xiàn)有技術(shù)燒結(jié)一層球形青銅粉層，制成多孔銅粉復(fù)合板材，其特征是在球形青銅粉層面上復(fù)合一層改性聚醚醚酮薄膜通過熱壓使接觸面的熔融狀態(tài)下互滲鑲嵌結(jié)合制成改性聚醚醚酮復(fù)合板材，再對改性聚醚醚酮復(fù)合板材根據(jù)滑動(dòng)軸承的規(guī)格按常規(guī)工藝進(jìn)行裁料、卷制加工成滑動(dòng)軸承。但該軸承還是存在很多不足：①制造工藝過于復(fù)雜，要獲得高性能滑動(dòng)軸承第一步是控制好改性PEEK薄膜的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量，保證其性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求；第二步是通過溫度、壓力保證PEEK薄膜和多孔銅粉復(fù)合板材的結(jié)合強(qiáng)度。所以制作成本大、產(chǎn)量低、產(chǎn)品質(zhì)量成品率較低、產(chǎn)品的一致性、穩(wěn)定性還不夠好。②性能上還有提升的空間，特別是玻璃轉(zhuǎn)化溫度只有143℃，不能適用在高溫度300℃工況場合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是公開一種改性聚酰亞胺耐磨層的三層復(fù)合自潤滑滑動(dòng)軸承及其制作方法。這一產(chǎn)品的成功問世是對傳統(tǒng)DU產(chǎn)品新的重大改進(jìn)和技術(shù)提升，不但去掉DU軸承中有害物質(zhì)——鉛，同時(shí)也大幅度的提升了軸承的摩擦、磨損性能、承載能力和耐高溫性能。對比PEEK覆膜高性能滑動(dòng)軸承在價(jià)格上體現(xiàn)了低成本、高產(chǎn)出，在產(chǎn)品的質(zhì)量上體現(xiàn)了一致性、穩(wěn)定性，在性能上得到進(jìn)一步改善，并且在應(yīng)用領(lǐng)域上得到進(jìn)一步的擴(kuò)大。

本發(fā)明耐磨層的主體材料是聚酰亞胺(PI)是一種耐熱性高的高分子材料，分子量在10萬以上，熔點(diǎn)為388℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為337℃，經(jīng)填充改性后在-269℃～+400℃的大范圍溫度變化內(nèi)能仍保護(hù)較好的物理機(jī)械性能，具有優(yōu)異的電絕緣性、耐磨性、抗高溫輻射性能。當(dāng)聚酰亞胺(PI)樹脂與石墨或聚四氟乙烯(PTFE)等材料填充后是一種高性能的自潤滑材料。

本發(fā)明的改性聚酰亞胺耐磨層的三層復(fù)合自潤滑滑動(dòng)軸承是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：它是在鋼板的一個(gè)表面上燒結(jié)一層多孔球形青銅粉，其特征是在多孔球形青銅粉層上覆蓋一層改性聚酰亞胺耐磨材料制成自潤滑滑動(dòng)軸承的板材，再按常規(guī)工藝將自潤滑滑動(dòng)軸承的板材制成軸套狀的滑動(dòng)軸承或軸瓦或止推墊片或滑板或摩擦盤片或球座結(jié)構(gòu)件的制品。

所述的改性聚酰亞胺耐磨材料的原料以重量百分比包括有：聚四氟乙烯10～30％、二硫化鉬5～12％、石墨5～12％和余量為聚酰亞胺。

上述改性聚酰亞胺耐磨層的三層復(fù)合滑動(dòng)軸承的生產(chǎn)工藝，其特征包括有下列步驟：

(1)改性聚酰亞胺的糊狀物制備：

A.配料：按重量比：聚四氟乙烯10～30％，顆徑為3～6μm、二硫化鉬5～12％，顆徑為5～10μm、石墨5～12％，顆徑為5～10μm和余量為固含量15～30％的聚酰亞胺溶液，余量值按溶液中的固含量計(jì)算。

B.混合：將上述配料中的聚四氟乙烯、二硫化鉬、石墨均勻混合成混合物；

C.糊狀物的制備：在混合物中加入聚酰亞胺溶液一起攪拌均勻，制成改性聚酰亞胺的糊狀物；

(2)銅球粉燒結(jié)：在鋼板上均勻鋪上球形青銅粉后按現(xiàn)有技術(shù)一起燒結(jié)成多孔銅粉復(fù)合板；

(3)準(zhǔn)備：在使用前將制備好的改性聚酰亞胺的糊狀物再次攪拌10min；

(4)涂覆：在預(yù)熱的多孔銅粉復(fù)合板面將制成的改性聚酰亞胺的糊狀物采用刮、刷、噴涂的工藝涂覆在多孔銅粉復(fù)合板的銅粉面上，糊狀物的厚度一般0.08～0.15mm；當(dāng)需要糊狀物的厚度達(dá)0.30～0.60mm時(shí)，采用將制成的改性聚酰亞胺糊狀物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，連續(xù)涂敷在多孔銅粉復(fù)合板上并刮平；