[發明專利]耐高溫高負載自潤滑的軸承表面結構及其制造方法

無效

• 申請號: 201410393816.5
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104149417A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 王明祥;趙虎
• 申請（專利權）人: 明陽科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: B32B15/082
• 分類號: B32B15/082;B32B15/20;B32B15/18;B32B37/15;B32B38/18;B32B37/10
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 蔣常雪

技術領域

本發明涉及一種軸承表面結構及其制造方法，具體涉及一種耐高溫高負載自潤滑的軸承表面結構及其制造方法。

背景技術

干摩擦軸承是一類在運轉過程中不需要從外部給軸承部補充潤滑油的軸承。干摩擦軸承材料大體可分為三類：塑料類、金屬類和陶瓷類。塑料類又分為單一塑料類和鋼背-塑料復合材料兩種類型的軸承。

塑料類軸承材料應用最多的是聚四氟乙烯系軸承。聚四氟乙烯的優點是，摩擦系數小和耐藥品性優異，其不足之處是，熱導性差、熱膨脹系數大、耐磨性與抗蠕變性差。因此，為了改善聚四氟乙烯的特性和增高其穩定性，在聚四氟乙烯中添加了種種填充材料，將其襯以鋼背，制成鋼背-聚四氟乙烯復合材料。從而，從根本上改進了聚四氟乙烯的性能，組成了一種較為合理的干摩擦軸承材料。所以聚四氟乙烯填充改性，在摩擦材料制備過程中處于很重要的位置。

在聚四氟乙烯制品中，填充聚四氟乙烯制品是產量最大的一種。在國外，填充一般由聚四氟乙烯樹脂生產廠家完成。而在我國由于聚四氟乙烯樹脂生產技術落后于加工技術，聚四氟乙烯填充技術都是在加工廠家完成，通過在聚四氟乙烯樹脂中添加無機物、金屬類和高聚物類等填料，可以改善聚四氟乙烯的耐壓性、耐磨性和冷卻性。

發明內容

本發明需要解決的技術問題就在于克服現有技術的缺陷，提供一種耐高溫高負載自潤滑的軸承表面結構及其制造方法，該制造方法使純聚四氟乙烯變為改性聚四氟乙烯，使軸承表面結構能夠適應干摩擦條件要求，工作溫度能夠承受300℃，摩擦系數為0.?2，磨痕寬度小于4mm，比純聚四氟乙烯的耐壓性提高5-10倍，耐磨性提高1000倍，線性膨脹系數降低80%，導熱性提高5倍；能夠在軸承領域中廣泛運用。

為解決上述問題，本發明采用技術方案為：

耐高溫高負載自潤滑的軸承表面結構，軸承表面結構為層狀結構，其特征在于，所述軸承表面結構由底層、中間層和表層自下而上疊加而成，所述底層為1.5～2.5mm厚的08F冷軋鋼板，所述中間層為0.15～0.28mm厚的錫青銅粉，所述表層為0.02～0.05mm厚的改性聚四氟乙烯材料層，改性聚四氟乙烯材料的組分包括：?8～10質量份數的二硫化鉬、35～45質量份數的聚苯酯，55～75質量份數的聚四氟乙烯。改性聚四氟乙烯層能夠使軸承表面具有較佳的耐磨性，而冷軋鋼板使軸承具有更加的線性膨脹系數和導熱性，能夠承受300攝氏度的高溫而不會損壞，具有極大的使用范圍。

優選的，底層為1.8～2.3mm厚的08F冷軋鋼板，中間層為0.19～0.24mm厚的錫青銅粉，表層為0.03～0.04mm厚的改性聚四氟乙烯材料層。

優選的，通過大量的試驗驗證，優選出最佳的表面結構的厚度組合，具體為，底層為2.1mm厚的08F冷軋鋼板，中間層為0.22mm厚的錫青銅粉，表層為0.035mm厚的改性聚四氟乙烯材料層。

一種耐高溫高負載自潤滑的軸承表面結構的制造方法，所述制造方法的步驟為：

（1）鋪粉：使用140目分樣篩將銅粉過篩進行分選，選出120～140目的銅粉；采用自動鋪粉機將篩選出的銅粉均勻的鋪在冷軋鋼板的上表面；

（2）鍍銅：采用含酒石酸鉀鈉的氰化物鍍銅工藝，對上步鋪粉后的冷軋鋼板進行鍍銅作業；鍍銅工藝的pH值1.25，溫度50～60℃，陰極電流密度3.5A/dm²，鍍層厚度為0.01～0.015mm；將銅粉均勻的鍍在冷軋鋼板上表面，保持鍍銅層的均勻性。在實際操作中，根據軸承表面錫青銅粉層厚度的需要，可以進行鍍層厚度的調整，或者進行多次鍍銅，是鍍銅層的厚度符合產品中錫青銅粉層厚度的設計要求。

（3）燒結銅粉：將上步鍍銅后的冷軋鋼板放入網帶燒結爐內燒結銅粉；燒結溫度為900±5℃；燒結過程中向網帶燒結爐內通入惰性氣體和還原氣體的混合氣體，在還原氣氛下燒結銅粉；

（4）涂料：使用涂布機將改性聚四氟乙烯材料均勻涂布在上步燒結操作后的冷軋鋼板的上表面；

（5）燒結改性聚四氟乙烯：將上涂料后的冷軋鋼板放入真空燒結爐內燒結改性聚四氟乙烯層；燒結前將真空燒結爐抽真空，然后通入氮氣至氣壓為0.2MPa，在惰性氣體保護下進行燒結，燒結溫度為390±5℃，保溫240分鐘；

（6）軋制：采用加溫軋機對上步所得冷軋鋼板進行精密軋制，將軋輥表面溫度控制在200±5℃，精密軋制厚度控制在±0.01mm；軋制后得到所述耐高溫高負載自潤滑的軸承表面結構。