CN1021359C - 自润滑轴承材料 - Google Patents

Abstract

一种用于机械制造工业中的自润滑轴承材料，其组分是以固体润滑剂石墨基为主要成分以及尼龙，二硫化钼、二硫化钨、炭纤维增强剂和润滑油为成分。经混料、辊炼、成型、浸油、软化处理等过程制得。该轴承材料具有自润滑性、良好的导热性、耐热性、耐磨性并有较高的抗压和抗冲击强度和成本低等特点。

Description

一种用于机械制造工业的轴承材料，是以固体润滑剂石墨为基材，添加适量的尼龙、二硫化钼、二硫化钨、炭纤维增强剂以及润滑油为成分。经混、成型和处理等过程制成。

用于机械制造工业中的轴承材料，随着化学工业的发展，金属轴承承材料正在被非金属材料所代替，尤其是高分子材料以其特有的性能在轴承部件中得到广泛的应用。以尼龙为基材制做轴瓦，早在60年代就有研究，并在生产中采用，但由于尼龙导热性较差，因而只能在运转速度较低的情况下使用。为提高尼龙轴承材料的导热性和润滑性，可以尼龙中添加固体润滑剂二硫化钼、石墨等。如在尼龙中添加20%的二硫化钼或石墨可使摩擦系数降低一半。添加石墨不仅可提高润滑性而且可提高导热性。以往的轴承材料制造方法，在尼龙中添加石墨量最多不超过40%（重量），如再增加则难于成型，成型后其抗压强度和抗冲击强度均较低，没有使用价值。添加40%石墨的尼龙轴承材料虽然导热性有一定提高，但与高量石墨材料相比，导热性相差较大，在运转中抱轴，研轴严重，只适用在线速度20米/分以下条件下使用，这种轴承材料对偶件磨损严重，故应用范围受到限制。高纯石墨轴承材料虽然导热性和润滑性较高，但抗压强度和抗冲击强度均较低，只适用于负荷较小的条件使用。

日本专利：昭57-193443，其该材料的重量百分比为固体润滑剂5-20%润滑油1-5%、炭纤维20-60%、热可塑性合成树脂3-10%、余下为酚醛树脂而制成的。其中固体润滑剂由石墨、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯树脂、金属肥皂中选一种两种以上组成。由该材料的重量百分比可见，其制成成本昂贵，而实用性能一般。

本发明的目的：为了克服上述轴承材料的缺点，在于提供一种具有良好导热性、耐热性、耐磨性、抗压和抗冲击强度较高的自润滑轴承材料。其组成为固体润滑剂石墨基、尼龙、二硫化钼、二硫化钨、炭纤维增强剂和润滑油。突出于在重量组分比例中以固体润滑剂石墨基为主要含量，比分为50-160%，而炭纤维增强剂仅占5-15%，使制成成本明显降低。

为了实现这一目的，本发明的发明方案是：在于重量组分比例中以固体润滑剂石墨基做为主要含量，比分为固体润滑剂石墨基50-160%、尼龙100%、二硫化钼0-5%、二硫化钨0-5%、炭纤维增强剂5-15%和润滑油5-10%。

本发明是以固体润滑剂石墨基为主要含量，它是用来提高该轴承材料的导热性、耐湿、耐磨和自润滑性。石墨的品质对轴承材料的性能影响较大，以含量99%以上的高纯石墨为好，粒度应在400-500目以上为宜。尼龙可随意选用尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010中的一种或数种并用。尼龙的分子量范围以20，000-26，000，粒度300目为宜。炭纤维增强剂可明显 提高轴承材料的耐压和抗冲击强度。二硫化钼或二硫化钨可改善润滑性，可选用一种或两种并用，其纯度以99%，粒度400-500目为宜。润滑油是自润滑性的关键。润滑油可选用矿物油或有机硅油。矿物油，如15＃机油、20＃机油均可，矿物油由于耐热性差，适于在60℃以下环境或温升条件下使用。有机硅油热稳定性较好，可用于温升60℃以上的条件使用，硅油可选用市售甲基硅油乙基硅油及其它类型硅油。

本发明的自润滑轴承材料是根据对轴承部件的要求选择适宜的配方，经混料、混炼、成型、浸油、软化等过程制成。

成型可将混匀的料在260℃下在模具内成型，也可将混炼的料切成3-7mm颗粒注塑成型。

润滑油的加入，可在混料时取部分润滑油混入，余下润滑油在浸油时浸入。软化处理是将浸油后的轴承件在热水中处理，以提高弹性。

实施例：

工艺方法过程：是先按配方将尼龙与润滑油混合，再加入固体润滑剂石墨基及炭纤维增强剂混匀，在辊炼机上混炼，混炼后切成3-7mm颗粒，在225-260℃下注入模温40-50℃模具中，饱压5秒，定型30-40秒，待冷却到80℃以下出模。然后在140℃±5℃下浸油至规定量，再经沸水软化处理2小时，即得轴承成品件。

实施配方如下表所示

原料    尼龙    石墨    炭纤维    二硫化钼    二硫化钨    润滑油

序号

1    100    50    1    2    2    2＃机油5

2    100    70    5    3    2    2＃机油5

3    100    90    1    3    2    硅油5

4    100    120    10    3    2    硅油5

5    100    150    15    3    2    硅油7

6    100    160    15    3    2    硅油7

对照    100    40    1    2    1    1

配方

按上述配方和工艺方法可制出符合要求的轴承件。

在上述配方中3-6号具有较高的使用价值。以下是3号、5号配方制做成1515织布机牵手轴瓦与对照测试数据对比。

序号    3    5    对照

项目

冲击强度MPa    55    65    80

摩擦系数    0.2    0.1    0.35

线膨胀系数 2.5×10^-51.35×10^-55.8×10^-5

工作温度范围℃    80-90    140    70

运行温度℃    55-60    30-40    65-70

装配精度mm    0.2-0.22    0.01-0.0    0.28-0.30

磨耗mm/1万小时    0.8    0.2    2

偶件磨损mm/1小万小时    0.30    0.007    1.5

自润滑性    5000小时    10.000小    100小时

加油    时加油    加油

耐热性    熔化    表面氧化    无变化

（局部明火500℃）

Claims (2)

1、一种用于机械制造工业中的自润滑轴承材料，它是由固体润滑剂石墨、尼龙、二硫化钼、二硫化钨、炭纤维增强剂和润滑油为成分。其特征在于重量组分比例中以固体润滑剂石墨基做为主要含量，比分为固体润滑剂石墨基50-160%、尼龙100%、二硫化钼0-5%、二硫化钨0-5%、炭纤维增强剂5-15%和润滑油5-10%。

2、根据权利要求1所述的自润滑轴承材料的制造工艺方法，其特征在于该工艺方法过程中，将已混炼好并切颗粒的材料在225-260℃下，注入模温在40-50℃的模具中成型，以后冷却出模，在140℃±5℃下浸油，再在热水中进行软化处理。