[發明專利]一種聚醚醚酮改性聚四氟乙烯復合材料、軸承保持架及其制備方法

有效

• 申請號: 201510466829.5
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN105061956B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 王楓;王萍;孫小波;王子君;時連衛;李雪梅
• 申請（專利權）人: 洛陽軸研科技股份有限公司
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08L61/16;C08K3/30;B29C43/36;B29C43/02;F16C33/44;F16C33/56
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 牛愛周

技術領域

本發明屬于非金屬材料保持架技術領域，具體涉及一種聚醚醚酮改性聚四氟乙烯復合材料，同時還涉及一種采用上述復合材料的軸承保持架及其制備方法。

背景技術

軸承是機械設備中的一種重要傳動部件，主要功能是支撐機械旋轉體，降低其運動過程中的摩擦系數并保證其回轉精度。按運動元件摩擦性質的不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類，其中滾動軸承一般由外圈、內圈、滾動體和保持架四部分組成。保持架(又稱軸承保持器)，是指部分包裹全部或部分的滾動體并隨之運動的軸承零件，用以隔離滾動體，通常還引導滾動體并將其保持在軸承內。保持架能使滾動體均勻分布，防止滾動體脫落，引導滾動體旋轉并起潤滑作用。

滾動軸承在工作時，由于滑動摩擦造成軸承發熱和磨損，特別在高溫運轉條件下，慣性離心力的作用加劇了摩擦、磨損與發熱，嚴重時會造成保持架燒傷或斷裂，致使軸承不能正常工作。因此，保持架的材料除要求具有一定的強度外，還必須導熱性好、摩擦因數小、耐磨性好、沖擊韌性強、密度較小且線脹系數與滾動體相接近。

保持架按材質可分為金屬材料保持架和非金屬材料保持架。金屬材料保持架如黃銅、鋼、輕合金等，通常允許較高的速度，適用于在純滾動之外還附加其它運動的場合，尤其適用高加速度情況。但是金屬材料保持架在使用過程中需要采取適當的措施如施加潤滑油等，以保證保持架引導表面和軸承內部有足夠的潤滑；同時金屬材料保持架多采用金屬板沖壓成型，由于其材質相接近，容易造成親和現象，影響保持架的質量和使用性能；且沖壓保持架需經受較復雜的沖壓變形，還要求材料具有良好的加工性能。非金屬材料保持架主要有實體尼龍保持架、增強聚醚醚酮保持架等，非金屬材料的強度與彈性有良好的結合，并且解決了金屬保持架相同金屬之間親和性的問題，但是非金屬材料本身所存在的熱變形、老化和脆裂等缺點，使其在承載性、耐磨性、耐水解性和阻燃性等方面存在一定的問題，應用受到限制。

聚四氟乙烯(PTFE)是優良的軸承用固體自潤滑保持架材料，其在摩擦過程中，易于在對偶面上形成轉移膜，變為PTFE材料間的摩擦，從而具有極低的摩擦因數；同時聚四氟乙烯還具有優異的耐高低溫、耐化學腐蝕性能等特點，是一種優異的非金屬材料。但是，純的聚四氟乙烯材料硬度低、不耐磨、易冷流、線脹系數大、抗壓縮性能差，且其熱變形溫度低，用作軸承保持架材料時不適于承載大且轉速高的工況，因此，改性聚四氟乙烯復合材料成為人們研究的重點。

現有技術中，《聚四氟乙烯/聚醚醚酮復合保持架材料性能試驗分析》(王楓，《軸承》，2013)公開了一種聚四氟乙烯/聚醚醚酮復合保持架材料，其是將粒徑為75μm的聚醚醚酮(PEEK)經干燥處理后，與PTFE一起加入高速組織搗碎機高速攪拌成混合料；將不同配比的PTFE/PEEK混合料冷壓成型后燒結制備出PTFE/PEEK復合材料。結果表明，添加的聚醚醚酮質量分數為15％時，聚四氟乙烯/聚醚醚酮二元復合保持架材料綜合性能最佳，與純聚四氟乙烯相比，抗壓強度提高了近3倍，熱變形溫度提高42℃，耐磨性能也顯著提高。但是，上述改性的聚四氟乙烯復合材料仍存在機械強度低、耐磨性及承載性差等缺點，不能滿足長使用壽命軸承對保持架材料的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚醚醚酮改性聚四氟乙烯復合材料，解決現有改性聚四氟乙烯復合材料存在機械強度低、耐磨性及承載性差等缺點，不能滿足長使用壽命軸承對保持架材料要求的問題。

本發明的第二個目的是提供一種采用上述復合材料的軸承保持架。

本發明的第三個目的是提供一種上述軸承保持架的制備方法。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：

一種聚醚醚酮改性聚四氟乙烯復合材料，由以下質量百分比的組分組成：聚醚醚酮18％～25％、二硫化鎢5％～8％，其余為聚四氟乙烯。

上述聚醚醚酮改性聚四氟乙烯復合材料的制備方法，包括將聚四氟乙烯粉、聚醚醚酮粉和二硫化鎢粉混合制成混合料，將混合料壓制成型后燒結，即得。該制備方法中，可根據具體的成型產品確定壓制成型的壓力、成型形狀及燒結溫度等技術參數；可以先形成中間坯料，也可以直接形成成型產品。

一種軸承保持架，由以下質量百分比的組分組成：聚醚醚酮18％～25％、二硫化鎢5％～8％，其余為聚四氟乙烯。

一種上述的軸承保持架的制備方法，包括將聚四氟乙烯粉、聚醚醚酮粉和二硫化鎢粉混合制成混合料，將混合料填充至保持架模具中，壓制成型后脫模，燒結，即得。