[發明專利]一種水潤滑軸承浸漬石墨材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710601249.1
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107473745A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 袁小陽;賈謙;張爽;邊志輝;孫菲;李雙江;曾群鋒
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安陜鼓動力股份有限公司
• 主分類號: C04B35/532
• 分類號: C04B35/532;C04B41/83;F16C33/16
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明涉及一種高溫燒制石墨軸承材料的生產工藝技術，特別涉及一種水潤滑軸承浸漬石墨材料的制備方法，根據燒制溫度控制石墨材料的石墨化度，進而控制石墨材料機械及摩擦學性能。

背景技術

高溫燒制石墨是指采用焦炭及瀝青為原材料，在高溫下燒結而成。此外，也可以通過以石墨粉為原料，通過添加各種粘結劑，在高溫下燒制而成。此種加工方式得到的材料具有形狀可控，少、無切削加工，節材等特點，能生產具有特殊性能和其他工藝難以生產的材料。

浸漬石墨是指用合成樹脂浸漬石墨，以填塞其表面和內部孔隙，然后進行熱處理使樹脂固化而制成。作為一種重要的水潤滑軸承減摩層材料，浸漬石墨具有自潤滑性能好、熱膨脹系數小、耐高溫、耐腐蝕、導熱性好、化學性質穩定且無毒等優良性能，但是燒制溫度控制不嚴格會使得石墨材料機械性能和摩擦學性能不穩定，尤其是在一些重要設備中，石墨材料質量不過關，會影響石墨軸承性能。

發明內容

為了克服上述高溫燒制水潤滑軸承浸漬石墨因為燒制溫度控制不足而產生的性能不穩定的問題，本發明的目的是提供一種水潤滑軸承浸漬石墨材料的制備方法，針對浸漬石墨的燒制工藝，特別是燒制溫度的控制，可以有效提高燒制得到的石墨材料的機械性能與摩擦學性能及其穩定性，同時減小作為軸承材料時的磨損量。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種水潤滑軸承浸漬石墨材料的制備方法，包括以下步驟：

第一步配料：原材料成分及重量比如下：

采用200目焦炭75—79％、200目炭黑7—9％、200目土狀石墨粉9—11％、鐵紅5％；

第二步混料：先將焦炭、炭黑、石墨粉充分混合得到填料，然后加入鐵紅，再加入占原材料總重量5-10％的瀝青樹脂作為粘合劑，置于高速攪拌機中，混料時間為30～60分鐘；

第三步成型：將混料按10MP～15MP壓力，進行零件毛坯成型，密度為1.737～1.995g/cm³；

第四步燒結：將成型的軸承毛坯材料放置于石墨化爐內燒結，在氫氣氣體保護下，燒結36～48小時，燒制溫度范圍為500—3500℃，實現不同程度的石墨化；

第五步浸漬：將燒結好的毛坯材料浸入40℃的酚醛樹脂內，浸漬時間為200分鐘；

第六步固化：將浸漬的毛坯置于150℃的電阻爐內，保持300分鐘，進行固化；

第七步機械加工：對固化后的毛坯，按照尺寸要求進行加工。

由于本發明采用了特定的燒結材料粒度組份和燒結溫度，制得的浸漬石墨材料肖氏硬度達到93.4mm；抗壓強度達到216.11MPa；抗折強度達到78.20MPa；摩擦系數平均值為0.200—0.226。

本發明使用焦炭、炭黑、石墨粉、鐵紅、瀝青、樹脂等，經過混合、壓制成型、燒結、浸漬、固化、機械加工形成水潤滑軸承浸漬石墨，采用粉末燒結浸漬石墨不僅能夠提高軸承石墨材料的機械性能和摩擦性能，同時減小了石墨材料的磨損量，從而提高了石墨軸承的性能。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做詳細敘述。

實施例一

本實施例的生產工藝是這樣實現的：

第一步配料：原材料成分及重量比如下：采用200目焦炭77％、200目炭黑8％、200目土狀石墨粉10％、鐵紅5％；

第二步混料：先將焦炭、炭黑、石墨粉充分混合得到填料，然后加入鐵紅，再加入占原料總重量10％瀝青樹脂作為粘合劑，置于高速攪拌機中，混料時間為30分鐘；

第三步成型：將混料按10MP壓力，進行零件毛坯成型，密度為1.904g/cm³；

第四步燒結：將成型的軸承毛坯材料放置于石墨化爐內燒結，在氫氣氣體保護下，燒結48小時，燒制溫度為1000℃，實現石墨化；

第五步浸漬：將燒結好的毛坯材料浸入40℃的酚醛樹脂內，浸漬時間為200分鐘；

第六步固化：將浸漬的毛坯置于150℃的電阻爐內，保持300分鐘，進行固化；

第七步機械加工：對固化后的毛坯，按照尺寸要求進行加工，加工精度為IT9。

測試評價本實例結果，浸漬石墨材料肖氏硬度為93.4mm；抗壓強度為216.11MPa；抗折強度為78.20MPa；摩擦系數平均值為0.226；體積磨損量為0.26mm³。

實施例二

本實施例的生產工藝是這樣實現的：