[發明專利]軸承保持架用熱塑性聚酰亞胺基復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201110297336.5
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102391645A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 孫小波;王楓;王子君;時連衛;葛世軍;寧仲;李建星;魏佳平
• 申請（專利權）人: 洛陽軸研科技股份有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08L77/10;C08L27/18;C08K9/00;C08K3/04;B29C43/02;B29C43/32
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 符繼超

技術領域

本發明屬于材料技術領域，尤其涉及到一種軸承保持架用熱塑性聚酰亞胺基復合材料的制備方法。

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背景技術

航空發動機主軸軸承使用的保持架多由金屬合金材料制作而成，金屬合金材料制作的保持架存在諸多缺點，如金屬合金材料密度大，質量易偏心造成運轉失穩，并產生較高頻率的振動和沖擊，有損發動機的正常運轉和使用效能。如果發動機發生供油不足甚至斷油時，裝有金屬合金保持架的軸承就會產生卡死現象，究其原因是：金屬合金保持架在高溫狀態時容易產生磨損，且金屬合金材料較硬，接觸面間不能形成短期潤滑層所致。

有研究表明，航空發動機所用金屬合金保持架適用的高溫環境一般不超過250℃。

由非金屬材料制作的軸承保持架用于取代金屬材料制作的軸承保持架是研發航空發動機的重要課題之一，這種非金屬材料首先需要解決的是能在250℃高溫環境下的使用問題，而能滿足上述條件的非金屬材料還未見報道。

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發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種軸承保持架用熱塑性聚酰亞胺基復合材料的制備方法，該制備方法以熱塑性聚酰亞胺為基材，并在熱塑性聚酰亞胺中添加有增強改性材料，經過合成加工得到熱塑性聚酰亞胺基復合材料，將熱塑性聚酰亞胺基復合材料通過保持架模具在熱壓機上熱壓得到軸承保持架管狀坯料，該軸承保持架管狀坯料的耐高溫不低于250℃，具有輕質、較高的拉伸強度、優良的耐摩擦磨損性能等特點。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種軸承保持架用熱塑性聚酰亞胺基復合材料的制備方法，該制備方法以熱塑性聚酰亞胺為基材，并在熱塑性聚酰亞胺中添加有增強改性材料，增強改性材料包括芳綸漿粕纖維、氟化石墨和聚四氟乙烯，其中芳綸漿粕纖維要進行回流清洗，清洗的芳綸漿粕纖維以及熱塑性聚酰亞胺和氟化石墨要進行真空干燥，經過合成加工得到熱塑性聚酰亞胺基復合材料，將熱塑性聚酰亞胺基復合材料通過保持架模具在熱壓機上熱壓得到軸承保持架管狀坯料，保持架模具包含外套、芯子、沖頭和底座。本發明的特征是：

①回流清洗

依次用無水乙醇、甲苯、蒸餾水這三種試劑對芳綸漿粕纖維進行回流清洗，每種試劑回流清洗的時間分別控制在2小時。

②真空干燥

將清洗后的芳綸漿粕纖維以及熱塑性聚酰亞胺和氟化石墨分別放在真空干燥箱內進行真空干燥，真空干燥箱的真空度控制在-0.1MPa，真空干燥箱的溫度控制在80℃，真空干燥2小時后取出并分別予以密封保存。

③合成加工熱塑性聚酰亞胺基復合材料

熱塑性聚酰亞胺基復合材料按重量百分比構成如下：

?、谥校簾崴苄跃埘啺?0～82%，芳綸漿粕纖維10～12%，氟化石墨3～5%，另取聚四氟乙烯3～5%。

將10～12%的芳綸漿粕纖維置于高速組織攪拌機進行開松處理15～20秒，高速組織攪拌機的轉速控制在12000?r/min；將80～82%的熱塑性聚酰亞胺、3～5%的聚四氟乙烯、3～5%的氟化石墨分別過200目篩進行篩分，然后將篩分后的熱塑性聚酰亞胺、聚四氟乙烯以及氟化石墨一同放入高速組織攪拌機內與芳綸漿粕纖維一起攪拌3～5次，每次攪拌合成的時間控制在10～20秒，每次攪拌合成時高速組織攪拌機的轉速控制在10000～12000r/min，攪拌合成后得到熱塑性聚酰亞胺基復合材料，最后使用二十倍顯微鏡觀察所述熱塑性聚酰亞胺基復合材料，若觀察無明顯色差即為合格并密封備用。

④保持架模具的尺寸構成

保持架模具應根據成品軸承保持架的內徑和外徑以及高度尺寸而定，即保持架模具中外套的內徑尺寸是在成品軸承保持架外徑尺寸的基礎上至少增大3mm以上，保持架模具中芯子的外徑尺寸是在成品軸承保持架內徑尺寸的基礎上至少縮小3mm以上，保持架模具中外套和芯子的高度尺寸是在成品軸承保持架高度尺寸的基礎上至少增大3倍以上，保持架模具中沖頭的外徑尺寸與外套的內徑尺寸相匹配，保持架模具中沖頭的內徑尺寸與芯子的外徑尺寸相匹配，保持架模具中底座的內徑尺寸與芯子的外徑尺寸相匹配，保持架模具中底座的外徑尺寸與外套的內徑尺寸相匹配。

⑤熱壓