CN103457378B - 一种peek转子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PEEK转子及其制备方法，该转子包括转子主体，转子主体为改性PEEK材料，形状为圆柱形，其内部固定有至少1件永磁体嵌件和2件导磁材料嵌件，在转子内部自上而下分别设置导磁材料嵌件，永磁体嵌件及导磁材料嵌件；本发明采用PEEK材料，转子强度高、自润滑、耐高温性好；利用碳纤维和聚四氟乙烯对PEEK材料进行改进，进一步提高了材料的强度和自润滑性，自润滑的摩擦系数是0.18；导电性良好的碳纳米管的加入使得复合材料的导电性能迅速增加，表面电阻在5×102～105Ω之间；此外采用注塑的方法使嵌件能紧密的与基体结合，且带磁性的嵌件可以使转子与泵体配合好，具有启动快、密封性好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种转子，特别涉及一种PEEK转子及其制备方法。
背景技术
转子是动力机械和工作机械中的主要旋转部件，其主要应用在发电机、离心机以及转子泵上。在高速运转过程中，转子材料必须具有高强度、耐高温、高耐磨性能。传统的转子为金属材料材质，使用中高速运转磨损率大，现有技术中金属材质转子，在真空泵等装置启动时需利用离心力将转子旋转出去与壳体形成密封，存在启动转矩大，启动至发挥工效的时间长，密封性差，经常碰撞易损等缺点，而且在车用发动机上，抽真空时有可能带入汽油而引起安全事故。
聚醚醚酮（PEEK）是一种高强度、耐高温、耐腐蚀、自润滑、耐摩擦的高性能特种工程塑料，经过碳纤、玻纤以及其他填充材料对其进行改性，能得到高强度、高性能、多功能的PEEK复合材料。然而单一的聚醚醚酮材料不能完全满足转子使用时的性能要求，例如在加油站等需消除静电的环境下，长期累积静电对于安全生产等具有较大的危害。
发明内容
本发明的目的之一是解决现有金属材质转子存在的启动转矩大，启动至发挥工效的时间长，密封性差，经常碰撞易损的问题。
本发明的目的之二是解决转子的导电问题，适应需要消除静电的工作环境。
实现本发明目的的技术方案是：
一种PEEK转子，包括转子主体，所述转子主体为PEEK材料，形状为圆柱形，其内部至少固定有一件永磁体嵌件。
上述的PEEK转子，优选所述永磁体嵌件为环形磁铁，数量为2个。
本发明另一个方案为：一种PEEK转子，包括转子主体，所述转子主体为PEEK材料，形状为圆柱形，其内部至少固定有1件永磁体嵌件和2件导磁材料嵌件，在转子内部自上而下分别设置导磁材料嵌件，永磁体嵌件及导磁材料嵌件。
上述的PEEK转子，优选所述永磁体嵌件为环形磁铁，所述导磁材料嵌件为铜合金圈。
本发明另一方案为：一种PEEK转子，包括转子主体，所述转子主体为改性PEEK材料，形状为圆柱形，其内部至少固定有2件永磁体嵌件和2件导磁材料嵌件，在转子内部自上而下分别设置导磁材料嵌件，永磁体嵌件及导磁材料嵌件；
所述改性PEEK材料配方按质量份计为：PEEK树脂70份；碳纤维13-18份；PTFE树脂3-5份；碳纳米管、纳米铁粉、纳米铜粉中之一5-9份；导电石墨或石墨烯3-5份。
上述述的PEEK转子，优选所述改性PEEK材料配方按质量份计为：PEEK树脂70份，碳纤维15份，PTFE树脂5份，碳纳米管5份，导电石墨5份。
上述述PEEK转子的制备方法，其特征在于：具有如下步骤：
按配比将PTFE树脂与PEEK树脂在中速下混合10～30分钟，加入导电石墨或石墨烯以及碳纳米管、纳米铁粉、纳米铜粉之一在高速下混合30～60分钟，将混合好的粒子用于双螺杆挤出机挤出造粒，碳纤维在造粒的过程中加入；
将造好的粒子在150℃干燥3～5小时，然后在模具上添加嵌件注塑成型。
转子中的嵌件放置是中间两个为磁石，然后上下各一个铜合金圈，每个转子要保持南北极一致，即上面靠拢相互排斥，底部靠拢互相排斥。
本发明具有积极的效果：（1）采用PEEK材料，转子强度高、自润滑、耐高温性好；（2）利用碳纤维和聚四氟乙烯对PEEK材料进行改进，进一步提高了材料的强度和自润滑性，自润滑的摩擦系数是0.18；导电性良好的碳纳米管的加入使复合材料的导电性能迅速增加，表面电阻在5×102～105Ω之间；采用注塑的方法使嵌件能紧密的与基体结合，且带磁性的嵌件可以使转子与泵体配合好，具有启动快、密封性好的特点。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明实施例1PEEK转子的结构示意图。
图2为本发明实施例2、3PEEK转子的结构示意图。
其中1转子主体，2永磁体嵌件，3导磁材料嵌件。
具体实施方式
（实施例1）
见图1一种PEEK转子，包括转子主体1，为PEEK材料，形状为圆柱形，其内部固定1件永磁体嵌件2为环形磁铁。
（实施例2）
见图2一种PEEK转子，包括转子主体1，转子主体1为改性PEEK材料，形状为圆柱形，其内部固定有2件永磁体嵌件2和2件导磁材料嵌件3，在转子内部自上而下分别设置1件导磁材料嵌件3，2件永磁体嵌件2及1件导磁材料嵌件3；
改性PEEK材料配方按质量份计为：PEEK树脂70份；碳纤维13份；PTFE树脂5份；纳米铁粉5份；导电石墨或石墨烯4份。
采用如下方法制备PEEK转子，具有如下步骤：
按配比将PTFE树脂粉末与PEEK树脂粒子在中速下混合10分钟，加入导电石墨或石墨烯以及纳米铁粉在高速下混合30分钟，将混合好的粒子用于双螺杆挤出机挤出造粒，碳纤维在造粒的过程中加入；
将造好的粒子在150℃干燥3小时，然后在模具上添加嵌件注塑成型。成品的自润滑的摩擦系数是0.18；表面电阻为500Ω。
（实施例3）
一种PEEK转子，包括转子主体1，转子主体1为改性PEEK材料，形状为圆柱形，其内部固定有3件永磁体嵌件2和2件导磁材料嵌件3，在转子内部自上而下分别设置1件导磁材料嵌件3，2件永磁体嵌件2及1件导磁材料嵌件3；
所述的PEEK转子，所述改性PEEK材料配方按质量份计为：PEEK树脂70份，碳纤维15份，PTFE树脂5份，碳纳米管5份，导电石墨5份。
采用如下方法制备PEEK转子，具有如下步骤：
按配比将PTFE树脂粉末与PEEK树脂粒子在中速下混合30分钟，加入导电石墨或石墨烯以及碳纳米管在高速下混合60分钟，将混合好的粒子用于双螺杆挤出机挤出造粒，碳纤维在造粒的过程中加入；
将造好的粒子在150℃干燥5小时，然后在模具上添加嵌件注塑成型或者注塑成棒材机加工成型。成品的自润滑的摩擦系数是0.18；表面电阻为3800Ω。
（实施例4）
一种PEEK转子，包括转子主体1，转子主体1为改性PEEK材料，形状为圆柱形，其内部固定有4件永磁体嵌件2和2件导磁材料嵌件3，在转子内部自上而下分别设置1件导磁材料嵌件3，4件永磁体嵌件2及1件导磁材料嵌件3；
改性PEEK材料配方按质量份计为：PEEK树脂70份；碳纤维18份；PTFE树脂6份；纳米铜粉2份；导电石墨或石墨烯4份。
采用如下方法制备PEEK转子，具有如下步骤：
按配比将PTFE树脂粉末与PEEK树脂粒子在中速下混合20分钟，加入导电石墨或石墨烯以及纳米铜粉在高速下混合50分钟，将混合好的粒子用于双螺杆挤出机挤出造粒，碳纤维在造粒的过程中加入；
将造好的粒子在150℃干燥4小时，然后在模具上添加嵌件注塑成型或者注塑成棒材机加工成型。成品的自润滑的摩擦系数是0.18；表面电阻为105Ω。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种PEEK转子，包括转子主体(1)，其特征在于：所述转子主体(1)为改性PEEK材料，形状为圆柱形，其内部至少固定有2件永磁体嵌件(2)和2件导磁材料嵌件(3)，在转子内部自上而下分别设置导磁材料嵌件(3)，至少2件永磁体嵌件(2)及导磁材料嵌件(3)，至少2件永磁体嵌件(2)同时位于2件导磁材料嵌件(3)之间；
所述改性PEEK材料配方按质量份计为：PEEK树脂70份，碳纤维15份，PTFE树脂5份，碳纳米管5份，导电石墨5份。
2.一种如权利要求1所述PEEK转子的制备方法，其特征在于：具有如下步骤：
按配比将PTFE树脂与PEEK树脂在中速下混合10～30分钟，加入导电石墨或石墨烯以及碳纳米管、纳米铁粉、纳米铜粉之一在高速下混合30～60分钟，将混合好的粒子用双螺杆挤出机挤出造粒，碳纤维在造粒的过程中加入；将造好的粒子在150℃干燥3～5小时，然后在模具上添加嵌件注塑成型。
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