[發明專利]金屬塑料復合材料滑動軸承及其制造方法

在審

• 申請號: 202010231613.1
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111361188A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王子明;劉長波;雙文;楊亮
• 申請（專利權）人: 大連三環復合材料技術開發股份有限公司
• 主分類號: B29D33/00
• 分類號: B29D33/00;F16C33/22;B22F3/105;B22F7/04;B22F5/10;B33Y10/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高永德;李洪福

本發明金屬塑料復合材料滑動軸承及其制造方法，涉及滑動軸承制造技術領域，尤其涉及由新型雜環高性能改性工程塑料和改性聚醚醚酮金屬塑料復合材料制成的滑動軸承及其制造方法。金屬塑料復合材料滑動軸承包括：基體、網絡連接層及復合材料樹脂層；基體為金屬材料制成；網絡連接層通過金屬3D打印方式固定于基體的表面；復合材料樹脂層通過網絡連接層與基體固定連接。制造方法包括A、前期準備；B、制備網絡連接層；C、復合制備；D、成型加工。本發明的技術方案解決了現有技術中的連接強度可靠性不夠，僅適用于載荷小、疲勞強度低軸承工況使用；同時工程塑料樹脂層厚度小于0.5mm，僅適用于薄壁的軸承，無法滿足厚壁軸承要求的問題。

技術領域

本發明金屬塑料復合材料滑動軸承及其制造方法，涉及滑動軸承制造技術領域，尤其涉及由新型雜環高性能改性工程塑料和改性聚醚醚酮金屬塑料復合材料制成的適合于核主泵、水輪發電機、風電、齒輪箱、船舶等機械設備的金屬塑料復合材料滑動軸承及其制造方法。

背景技術

新型雜環高性能改性工程塑料和改性聚醚醚酮金屬塑料復合材料滑動軸承由于具有承載能力高、耐高溫、耐輻射、耐腐蝕以及良好減摩耐磨性和順應性等特性；并適用于高速、油潤滑、水潤滑工況，可廣泛應用于核主泵、水輪發電機、風電、齒輪箱、船舶等機械設備領域。

現有技術，中國申請號為201210487158.7，專利名稱：彈性金屬塑料瓦及其制造方法，專利申請文件中公開了一種彈性金屬塑料瓦，包括：瓦基；復合材料樹脂層，固定于瓦基的連接表面；連接柱，包括相對設置的第一端和第二端，第二端與瓦基的連接表面固定連接，連接柱的高度小于復合材料樹脂層的厚度，瓦基與復合材料樹脂層通過多個連接柱固定。該項技術較傳統的釬焊工藝有所簡化，理論上可提高效率及實現自動化，但是，由于具有一定形狀連接柱制造成本較高且工藝復雜，連接柱與鋼基體焊接的效率及質量無法有效保證以及復合材料樹脂與基體連接強度可靠性問題；因此，該項技術并沒有應用于產品。

現有技術，中國專利申請號為201510486583.8，專利名稱：核主泵水潤滑復合材料推力軸承，專利申請文件中公開了一種核主泵水潤滑復合材料推力軸承，包括不銹鋼瓦基和工程塑料層，不銹鋼瓦基具有連接工程塑料層的凹凸面，凹凸面與工程塑料層之間通過熱塑模壓復合成為一體的復合材料推力軸承。由于不銹鋼瓦基有凹凸連接面，造成了熱模壓工程塑料層密度不均勻；并且在不同凹槽與瓦基上平面交匯處易形成應力集中，降低軸承疲勞強度；因此該項技術僅適用于載荷小、疲勞強度低軸承使用工況。

現有技術，鋼基銅塑復合材料是由鋼板、燒結銅粉(或銅網)層和表面工程塑料樹脂層構成的三層復合材料，其加工方法是：首先在鋼板上燒結一層或多層青銅粉末(或銅網)，形成多孔中間層，然后將工程塑料樹脂復合于中間層上進行軋制(或壓制)，形成復合材料板材，再經過成型加工成為復合材料軸承制品。該項技術特點是工程塑料樹脂層很薄，一般小于0.5mm；因此該項技術僅適用于薄壁和工程塑料樹脂層要求小于0.5mm軸承產品。

針對上述現有技術中所存在的問題，研究設計一種新型的金屬塑料復合材料滑動軸承及其制造方法，從而克服現有技術中所存在的問題是十分必要的。

發明內容

根據上述現有技術提出的由于加工方式的原因，造成復合材料樹脂與基體連接強度可靠性不夠，僅適用于載荷小、疲勞強度低軸承工況使用；同時工程塑料樹脂層厚度小于0.5mm，僅適用于薄壁的軸承，無法滿足厚壁軸承要求等技術問題，而提供一種金屬塑料復合材料滑動軸承及其制造方法。本發明主要利用3D方式在基體表面打印出網絡連接層，再將復合材料樹脂層通過熱塑模壓或注塑與基體復合，從而實現金屬塑料復合材料滑動軸承連接結構根據使用工況進行不同孔隙率和彈性模量參數設計；同時進一步提高了金屬塑料復合材料軸承彈性模量均勻性和復合材料結合可靠性；也是將復合工程塑料樹脂層的厚度提高至5mm以上；進而拓寬金屬塑料復合材料滑動軸承應用范圍。

本發明采用的技術手段如下：