[發(fā)明專利]鋼背/碳纖針織物自潤滑襯層軸瓦的材料、裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310324594.7
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103410863B
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫友松;程永奇;李振石;張鵬;阮衛(wèi)平;王萬順;李建平;董志賢;高蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué);廣東鍛壓機床廠有限公司
• 主分類號: F16C33/20
• 分類號: F16C33/20;C08L63/00;C08K13/04;C08K7/06;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/30;D06M11/65;D06M13/513;D06M101/40
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種鋼背/碳纖針織物自潤滑襯層軸瓦的材料、裝置及方法，特 別涉及一種重載滑動摩擦副用鋼背/碳纖針織物增強聚合物自潤滑復(fù)合材料襯 層軸瓦及自潤滑復(fù)合材料、制作軸瓦的裝置及方法，屬于鋼背/碳纖針織物自 潤滑襯層軸瓦、材料、裝置及方法的創(chuàng)新技術(shù)。

背景技術(shù)

重載滑動軸承是機械裝備中關(guān)鍵部件之一，廣泛應(yīng)用于鍛壓機械、塑料機 械、冶金機械、工程機械等設(shè)備上。在這些設(shè)備中，滑動軸承的摩擦學(xué)與力學(xué) 性能是影響設(shè)備工作性能的重要指標(biāo)。高效、節(jié)能、重載、滑動摩擦副的設(shè)計 與制造技術(shù)是該類設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)之一，軸瓦作為滑動摩擦副的核心零件，對 設(shè)備的效率、能耗、使用性能甚至整體結(jié)構(gòu)等都有著決定性的影響。目前主要 采用高性能銅合金軸瓦，不但價格高，而且由于含鉛，危害環(huán)境，不符合可持 續(xù)發(fā)展的要求。

以高強度的金屬為基體，以自潤滑材料為襯層的金屬背襯型自潤滑材料結(jié) 構(gòu)兼有高承載能力和減摩耐磨性能，為解決新型重載高效軸瓦的研制問題帶來 希望。

目前，金屬背襯型軸瓦已公開的制備方法主要有以下專利：申請?zhí)枮? 90103367的“彈性推力瓦及制造方法”、申請?zhí)枮?8114436.5的“彈性金屬塑 料推力軸承制造方法”、申請?zhí)枮?00610046331.4的“彈性金屬塑料軸瓦的生 產(chǎn)方法”、申請?zhí)枮?00610046329.7的“高強度彈性金屬塑料軸瓦及生產(chǎn)方法”、 申請?zhí)枮?00810011732.5的“一種彈性塑料軸瓦及其制造方法”。這些專利具 有一個共同的特征就是采用金屬絲增強并焊接于鋼背，且塑料填充物需進行燒 結(jié)，即以金屬絲形成的多孔彈性墊為基體，填充改性聚合物形成耐磨層，通過 釬焊或液態(tài)焊接、塑料燒結(jié)等工序制成。

上述專利采用金屬絲焊接作為增強基體，需進行焊接、壓制、燒結(jié)、切削 加工等多道工序，加工工藝繁瑣，成本高，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制；且限于制造工 藝，襯層厚度不能太小。此外，采用這些方法所制備的軸瓦主要用于水輪機發(fā) 電機組等設(shè)備上，在這些場合，軸瓦所要求pv值較低，所受沖擊載荷也較小。

申請?zhí)枮?01110422568.9的“一種鋼背/聚合物復(fù)合材料襯層軸瓦及制備 方法”公開的軸瓦其襯層增強物采用常溫固化劑、碳纖二維織物鋪覆而成。它 具有摩擦系數(shù)低，高效耐磨的特點，但由于單層碳纖維織物比較薄，為達到足 夠的厚度，需要多層鋪敷，重載時，存在層間易剝落的可能，且有鋪覆耗時長、 工藝控制復(fù)雜等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種不僅強度高、耐沖擊、摩擦系數(shù)低、耐磨，而且固 化收縮率小的自潤滑復(fù)合材料。采用該材料制作的襯層軸瓦，該襯層軸瓦采用 單層碳纖維針織物作為增強體，利用復(fù)合材料自身粘結(jié)特性實現(xiàn)鋼背與襯層的 接合，不但提高了復(fù)合材料摩擦學(xué)與力學(xué)性能，避免了層間剝落，還簡化了軸 瓦襯層成型工藝，降低了制備難度。該襯層軸瓦具有優(yōu)良的綜合機械性能及減 摩耐磨性能。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種便于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的自潤滑襯層軸瓦的成 型裝置。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種操作簡單方便的自潤滑襯層軸瓦的成型 工藝。本發(fā)明采用碳纖維針織物，具有三維編織的特征，但又無需復(fù)雜的三維 編制設(shè)備和工藝，單層即可達到襯層厚度。它保留了上述發(fā)明的優(yōu)點，又克服 了層間抗剪力差，耗時長的缺點，是一種更好的高效重載軸瓦的成型工藝。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明的鋼背/碳纖針織物自潤滑襯層軸瓦的自潤 滑復(fù)合材料，所述軸瓦在鋼背的內(nèi)表面有一層以碳纖維針織物為增強體的自潤 滑復(fù)合材料襯層，其中自潤滑復(fù)合材料襯層的自潤滑復(fù)合材料，增強體為碳纖 維針織物，以環(huán)氧樹脂為基體，基體中加入短切碳纖維為二次增強物，并加入 各種改性、填充和自潤滑成份，各組分的具體質(zhì)量百分比如下：

環(huán)氧樹脂40-45；增韌劑、分散劑6-8；滑石粉400目，5-8；

石墨2-3；二硫化鉬10-15；短切碳纖維10-14；高溫固化劑10-15；偶 聯(lián)劑2-5；

上述短切碳纖維的長度為0.4-0.8毫米，直徑為5-10微米。

上述碳纖維針織物由碳纖束通過針織方法制成，碳纖束由1K或3K的單束 或多束碳纖維經(jīng)上漿而成，碳纖針織物針密度為3-9針/英寸，碳纖束的直徑 為0.5-1.2毫米。

上述碳纖維針織物在織好后，必須經(jīng)過活化處理。