CN102941706A

CN102941706A - 一种环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法

Info

Publication number: CN102941706A
Application number: CN2012104730979A
Authority: CN
Inventors: 王明祥; 朱豪; 赵虎
Original assignee: WUJIANG MINGYANG ADVANCED MATERIAL CO Ltd
Current assignee: WUJIANG MINGYANG ADVANCED MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-02-27

Abstract

本发明公开了一种环保耐磨自润滑轴承材料板，由底层、中间层和表层自下而上叠加而成，所述底层为0.5-3.0mm厚的08F冷轧钢板，所述中间层为0.1-0.3mm厚的锡青铜粉，所述表层为0.01-0.06mm厚的改性聚四氟乙烯材料；其制备方法如下：（a）首先通过常规电镀工艺对钢板进行镀铜；(b)接着采用网带烧结炉烧结铜粉；（c）然后采用真空烧结炉烧结改性聚四氟乙烯层；(d)最后采用通用轧机进行精密轧制。本发明的优点是，这种环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法使纯聚四氟乙烯变为改性聚四氟乙烯，符合环保要求，适应干摩擦条件要求，摩擦系数0.3，磨痕宽度小于6mm，比纯聚四氟乙烯耐压性提高5-10倍，耐磨性提高1000倍，线性膨胀系数降低80%，导热性提高5倍，适于广泛运用。

Description

一种环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法

技术领域

本发明涉及一种自润滑轴承材料，尤其涉及一种环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法。

背景技术

干摩擦轴承是一类在运转过程中不需要从外部给轴承部补充润滑油的轴承。干摩擦轴承材料大体可分为三类：塑料类、金属类和陶瓷类。塑料类又分为单一塑料类和钢背-塑料复合材料两种类型的轴承。

塑料类轴承材料应用最多的是聚四氟乙烯系轴承。聚四氟乙烯的优点是，摩擦系数小和耐药品性优异，其不足之处是，热导性差、热膨胀系数大、耐磨性与抗蠕变性差。因此，为了改善聚四氟乙烯的特性和增高其稳定性，在聚四氟乙烯中添加了种种填充材料，将其衬以钢背，制成钢背-聚四氟乙烯复合材料。从而，从根本上改进了聚四氟乙烯的性能，组成了一种较为合理的干摩擦轴承材料。所以聚四氟乙烯填充改性，在摩擦材料制备过程中处于很重要的位置。

在聚四氟乙烯制品中，填充聚四氟乙烯制品是产量最大的一种。在国外，填充一般由聚四氟乙烯树脂生产厂家完成。而在我国由于聚四氟乙烯树脂生产技术落后于加工技术，聚四氟乙烯填充技术都是在加工厂家完成，通过在聚四氟乙烯树脂中添加无机物、金属类和高聚物类等填料，可以改善聚四氟乙烯的耐压性、耐磨性和冷却性。其中添加了金属铅，对环境危害较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种无危害且耐摩擦的一种环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种环保耐磨自润滑轴承材料板，由底层、中间层和表层自下而上叠加而成，所述底层为0.5-3.0mm厚的08F冷轧钢板，所述中间层为0.1-0.3mm厚的锡青铜粉，所述表层为0.01-0.06mm厚的改性聚四氟乙烯材料；

优选地，所述改性聚四氟乙烯材料由所占总体改性聚四氟乙烯含量5-10%玻纤、8-15%石墨、10-17%硬碳以及58-77%聚四氟乙烯混合而成。

一种权利环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法，包括以下步骤：（a）首先通过常规电镀工艺对钢板进行镀铜；(b)接着采用网带烧结炉烧结铜粉；（c）然后采用真空烧结炉烧结改性聚四氟乙烯层；(d)最后采用通用轧机进行精密轧制。

优选地，所述步骤（a）中镀层厚度为5-10 um。

优选地，所述步骤（b）中的烧结温度为900±5℃。

优选地，所述步骤（c）中的烧结温度为380±5℃。

优选地，所述步骤（d）所述精密轧制厚度控制在±0.05mm。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：这种环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法使纯聚四氟乙烯变为改性聚四氟乙烯，改性聚四氟乙烯材料符合环保要求，不含有汽车产品禁用的有害物质，适应干摩擦条件要求，摩擦系数0. 3，磨痕宽度小于6mm，比纯聚四氟乙烯耐压性提高5-10倍，耐磨性提高1000倍，线性膨胀系数降低80%，导热性提高5倍，适于广泛运用。

具体实施方式：

下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述。

一种环保耐磨自润滑轴承材料板，由底层、中间层和表层自下而上叠加而成，所述底层为0.5-3.0mm厚的08F冷轧钢板，所述中间层为0.1-0.3mm厚的锡青铜粉，所述表层为0.01-0.06mm厚的改性聚四氟乙烯材料；其中，所述改性聚四氟乙烯材料由所占总体改性聚四氟乙烯含量5-10%玻纤、8-15%石墨、10-17%硬碳以及58-77%聚四氟乙烯混合而成。

一种环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法，其制造工艺步骤如下：

（a）首先通过常规电镀工艺对钢板进行镀铜，镀层厚度为5-10um；

（b）接着采用网带烧结炉烧结铜粉，温度为900±5℃；

（c）然后采用真空烧结炉烧结改性聚四氟乙烯层，温度为380±5 ℃；

（d）最后采用通用轧机进行精密轧制，厚度尺寸控制在±0.05mm。

具体地，玻璃纤维是用于填充改性聚四氟乙烯复合材料的一种增强剂，其优点是:具有高的比强度、比模量，良好的导热性，且具有较好承载能力及耐磨性，热稳定性好，价格便宜；玻璃纤维粒径的选择也很重要。粒径过小，则玻璃纤维会被嵌入聚四氟乙烯中去，不能有效阻止摩擦面上的带状结构的大面积破坏，而是随同聚四氟乙烯转移到对磨面上；粒径太大时，玻璃纤维容易从基体表面滑脱，脱落体积较大，导致转移膜破碎，且破碎片大，不易形成连续的转移膜。当玻璃纤维具有适当的粒径时，玻璃纤维对负荷具有优先承载作用，与对偶件相互摩擦时，玻璃纤维有效地阻止金属凸峰深入复合材料表面，刨削深度较小，阻止了摩擦面上带状结构的大片破坏，转移膜容易自修复并可以保持动态平衡，有利于形成连续稳定的转移膜。

单纯填充石墨的聚四氟乙烯复合材料磨损率较高，石墨为结晶型碳，晶体的分子内聚力较大，其与聚四氟乙烯分子间作用力弱，相容性差，外力作用下，容易转移到对偶件表面而造成磨损；而加入少量玻璃纤维后，材料表面出现了明显的粘着磨损，大面积的聚四氟乙烯基体从材料表面剥离。随着玻璃纤维用量的增大，剥离面积逐渐减小，有效降低了磨损体积，同时复合材料的硬度提高，减小了磨粒犁削造成的磨粒磨损，并承受了摩擦过程中的大部分载荷。随着填料含量的提高，磨损率先急剧降低，当含量达到10%后磨损率降低变慢，趋于平缓。摩擦系数随着纤维质量分数的增加呈上升趋势，当含量达到10%时上升趋势变慢，而石墨的加入降低了复合材料的摩擦系数。纤维影响摩擦磨损性能主要取决于纤维自身的性质及与基体间的界面强度，因为纤维的硬度较大，随着其含量的增加，复合材料的硬度增加，摩擦力矩增大，摩擦系数增加。而润滑材料石墨的加入，不仅降低了复合材料的摩擦系数，还降低了复合材料的磨损率，但磨损率降低的趋势明显小于玻璃纤维。

这种环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法使纯聚四氟乙烯变为改性聚四氟乙烯，改性聚四氟乙烯材料符合环保要求，不含有汽车产品禁用的有害物质，适应干摩擦条件要求，摩擦系数0. 3，磨痕宽度小于6mm，比纯聚四氟乙烯耐压性提高5-10倍，耐磨性提高1000倍，线性膨胀系数降低80%，导热性提高5倍，适于广泛运用。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种环保耐磨自润滑轴承材料板，其特征是，由底层、中间层和表层自下而上叠加而成，所述底层为0.5-3.0mm厚的08F冷轧钢板，所述中间层为0.1-0.3mm厚的锡青铜粉，所述表层为0.01-0.06mm厚的改性聚四氟乙烯材料。

2.根据权利要求1所述的环保耐磨自润滑轴承材料板，其特征是，所述改性聚四氟乙烯材料由所占总体改性聚四氟乙烯含量5-10%玻纤、8-15%石墨、10-17%硬碳以及58-77%聚四氟乙烯混合而成。

3.一种权利要求1所述的环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法，其特征是，包括以下步骤：

（a）首先通过常规电镀工艺对钢板进行镀铜；

（b）接着采用网带烧结炉烧结铜粉；

（c）然后采用真空烧结炉烧结改性聚四氟乙烯层；

（d）最后采用通用轧机进行精密轧制。

4.根据权利要求3所述的环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法，其特征是，所述步骤（a）中镀层厚度为5-10 um。

5.根据权利要求3所述的环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法，其特征是，所述步骤（b）中的烧结温度为900±5℃。

6.根据权利要求3所述的环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法，其特征是，所述步骤（c）中的烧结温度为380±5℃。

7.根据权利要求3所述的环保耐磨自润滑轴承材料板制备方法，其特征是，所述步骤（d）所述精密轧制厚度控制在±0.05mm。