CN110608232A - 制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法，其包含以下步骤：在黄铜本体内形成孔洞以接收固体润滑剂插塞于其中；混合可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和干燥固体润滑剂粉末，制作干燥粉末混合物；将干燥粉末混合物填入模具的中空处；压缩干燥粉末混合物，形成干燥粉末紧密插塞；将各干燥粉末紧密插塞插入黄铜本体的各个孔洞当中；对干燥粉末紧密插塞插入于其中的黄铜本体进行热处理，在真空或惰性气体的热处理炉中，在等于或高于固化可热膨胀和可固化的树脂的温度，使得在孔洞内的干燥粉末紧密插塞熔化、膨胀和烧结，然后冷却，形成牢固黏附于黄铜本体的孔洞内的多孔固体润滑剂插塞；及注入油品至多孔固体润滑剂插塞。

Description

制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法
技术领域
本发明涉及一种用来制造具有固体润滑剂组成比例以提升油品注入特性的嵌入式固体润滑剂插塞(embedded solid lubricant plugs)的无油轴承(oil-less bearing)的方法，特别是一种用来制造具有固体润滑剂组成比例以提升嵌入式固体润滑剂插塞的油品注入特性，且同时提升在黄铜本体和在具有固体润滑剂插塞嵌入于黄铜本体的轴向滑动表面的无油轴承中固体润滑剂插塞之间的黏附力。
背景技术
在具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承当中，油是注入于固体润滑剂插塞当中，除了当被用在能够酸化油的高温情况下，例如在钢铁厂的冶炼炉周围等。
当摩擦力通过相对材料之间的相对运动产生，也就是无油轴承和轴或销，热会产生使得注入的油从固体润滑剂插塞流出，并提供至滑动表面。当相对运动停止且没有摩擦力产生，油会再一次被吸收到固体润滑剂插塞当中。
足够的油品注入量是必要的，特别是，对于具有高速运动的相对材料。
作为现有技术，韩国注册专利公开号10-0823828揭露了一种其具有现在使用的嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的制造过程。
日本公开专利申请号2013092222和Hei 06-200946揭露了一种无油轴承的制造方法，其具有其他形状的嵌入式固体润滑插塞。
然而，在相关专利文件中所揭露的现有具备嵌入式固体润滑插塞的无油轴承，具有以下的两个问题：
第一是固体润滑剂插塞从其孔洞掉出，另一则是油品的注入不容易达成或者油品注入量太小。
通常，具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承是通过形成插塞形状的碳和异体胶的混合物、通过使用热或固化剂硬化插塞、在固体润滑剂插塞的表面涂上黏合剂、将固体润滑剂插塞插入形成于黄铜本体中的孔洞以及通过使用黏合剂凝结固体润滑剂插塞。
就是说在具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承当中，在固体润滑剂插入黄铜本体之前，固体润滑剂插塞是通过混合碳和液体胶来制造、形成具有预定大小或标准插塞形状的混合物及通过硬化剂或热来硬化插塞。为了组装固体润滑剂插塞于黄铜本体，在黄铜本体冲出孔洞，且固体润滑剂插塞的表面被黏合剂覆盖并插入孔洞，通过烘干黏合剂使其结合在一起。
一些孔洞以固定的区间形成于黄铜本体，由于孔洞的形成是为了使覆盖黏合剂的固体润滑剂插塞插入，孔洞的大小总是大于固体润滑剂插塞的外径。
结果，由于覆盖黏合剂的固体润滑剂插塞插入形成于黄铜本体的孔洞，当黏合剂干燥且因此固体润滑剂插塞与黄铜本体仅部分结合时，在固体润滑剂插塞和黄铜本体之间可能很容易产生间隙。
进一步，当在使用时于滑动表面产生热，黏合剂层容易劣化使得黏合力减弱或黏合区域分开，造成固体润滑剂插塞在机器操作期间掉出孔洞。
特别是在无油轴承用在射出成形机的销导套管的情况下，当插销在销导套管外时，如果固体润滑剂插塞即便稍微突出于在黄铜本体朝向黄铜本体内侧的孔洞，固体润滑剂插塞被插销抓住，当插销进入黄铜本体并移动的时候会损坏或掉出孔洞。
如上所述，在制造固体润滑剂插塞以符合预定标准的方法当中，形成孔洞以符合在黄铜本体内固体润滑剂插塞的大小，将黏合剂涂于固体润滑剂插塞并将固体润滑剂插塞插入黄铜本体的孔洞，在黄铜本体和固体润滑剂插塞之间的黏合力劣化，造成固体润滑剂插塞掉出黄铜本体的孔洞，或是在使用轴承期间损坏。
进一步，在固体润滑剂插塞藉由混合碳和液体胶制成的情况下，预先形成插塞形状的混合物，加热-硬化插塞和接着将插塞插入黄铜本体的孔洞。由于形成固体润滑剂插塞的大部分碳的孔隙填满液体胶，且黏合曾是通过将黏合剂涂于要插入至黄铜本体内的固体润滑剂插塞的表面，这样难以注入油品于其中，使得油品注入数量非常小。
韩国注册专利公开号10-0823828的先前技术是关于一种制造无油轴承的方法，其包含以下步骤：粗切削如黄铜的金属，成为套管或片状，大于实际大小；冲压出圆柱形孔洞贯穿金属，制作本体；切割固体碳芯(其取得是通过预形成插塞形状的碳和液体胶混合物，及加热-硬化此插塞形状的混合物)，其以一致的直径延伸，长于孔洞；在切割的碳芯纵向表面涂黏合剂；将涂有黏合剂的碳芯插入本体的孔洞；烘干碳芯插入于其中的本体使得黏合剂硬化；及基于设计的大小，最终切割碳芯插入于其中的本体使其长于孔洞。
然而，由于碳芯可能如上所述的先前技术轻易地掉出孔洞，描述于韩国注册专利公开号10-0823828的先前技术提出一个具有锥形碳芯的无油轴承的制作方法，其包含下步骤：粗切削如黄铜的金属，成为套管或片状，大于实际大小；冲压出锥形孔洞，其贯穿由外表面朝向滑动表面变窄，制作本体；混合碳粉和液体胶使得碳糊填满锥形孔洞；将碳糊填入本体的锥形孔洞以形成碳芯；通过在300-350℃的干燥炉中加热填入碳糊的本体来硬化碳糊；及基于设计的大小，最终切割具有碳糊硬化的本体。
在韩国注册专利公开号10-0823828描述的先前技术具有碳芯不会掉出的功效。
然而，在韩国注册专利公开号10-0823828的先前技术和描述于韩国注册专利公开号10-0823828的先前技术当中，由于碳芯本事是通过混合碳和液体胶来形成，碳的孔隙率显著的下降。进一步，由于当碳插入于本体时，黏合剂试图于碳芯的表面上以形成黏合层，难以将油品注入于其中且油品注入量非常小。
在日本公开专利申请号2013092222中，树脂固体润滑剂(树脂成形包含石墨)通过使用干冰冷却至收缩，然后插入基本材料的孔洞中，从而防止树脂固体润滑剂从孔洞中掉出。
然而，由于树脂固体润滑剂也是通过混合液体树脂和石墨制成，将混和物成形为插塞形状且加热-硬化此模型，孔隙率会大幅的降低。
日本公开专利申请号Hei 06-200946揭露了一种方法来加热-硬化具有润湿性和流动性填于螺旋槽中的固体润滑剂。
日本公开专利申请号Hei 06-200946是关于一种具有固体润滑剂嵌入及固定的圆柱型轴承。固体润滑剂具有润湿性和流动性，其填入于形成在内周表面上的螺旋槽和环形槽中，由固体润滑剂粉末重量5～30％的润滑油剂组成，其为主要成分，载体吸收和保持重量2～15％润滑油剂，和重量15～50％的合成树脂黏合剂。
在日本公开专利申请号Hei 06-200946中，具有润湿性和流动性的固体润滑剂填入于形成在圆柱形金属基本材料的螺旋槽和环形槽中；金属基本材料维持在80℃的加热炉中60分钟，硬化合成树脂黏合剂；金属基本材料维持在140℃的加热炉中30分钟，附加的硬化合成树脂黏合剂，且同时将含有润滑油的固体润滑剂黏合于螺旋槽和环形槽。
对于固体润滑剂的特定成分，固体润滑剂粉末作为主要成分可使用本身具有固体润滑作用的物质，其通过选自天然石墨、人造石墨、天然片状石墨、凝析石墨、可膨胀型石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯树脂和氮化硼中的一或多种。在室温下为液体状或糊状的润滑油剂可使用选自矿物油(如机油或引擎油等)、植物油(如蓖麻油等)、合成油(如酯类油或硅油等)和润滑脂中的一或多种。吸收和保持润滑油剂的载体可使用选自烃类蜡、高级脂肪酸、通过衍生高级脂肪酸取得的蜡、聚烯烃树脂粉末、油基纤维、具有苯乙烯的交叉桥接多孔球形颗粒或以甲基丙烯酸系统作为主要成分和多孔碳酸钙等当中的一或多种。合成树脂黏合剂可使用热固性树脂，如环氧树脂，酚醛树脂和聚酯树脂等，优选地，特别是在室温下可固化的液体环氧树脂、热固性液体环氧树脂或热固性环氧树脂粉末。
然而，描述于日本公开专利申请号Hei 06-200946中的先前技术失去了固体润滑剂的黏合性和润滑剂(油)的注入特性。
在固体润滑剂中含有的润滑油剂在加热之前具有润湿性和流动性，不但在硬化合成树脂黏合剂的过程中阻碍合成树脂黏合剂黏附于金属基本材料的槽，也大部分在温度为140℃的加热炉的加热过程中从固体润滑剂排出。
现有技术文献
(专利文献1)韩国注册专利公开号10-0823828(注册日期：2008年4月21日)
(专利文献2)日本公开专利申请号2013092222(公开日期：2013年5月16日)
(专利文献3)日本公开专利申请号Hei 06-200946(公开日期：1994年7月19日)
发明内容
(一)要解决的技术问题
因此，本发明的目的是为了解决上述问题和提供一个方法来制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承，其从源头防止嵌入于黄铜本体的孔洞的固体润滑剂插塞与黄铜本体之间的空隙或间隙的产生，或者不连续的边界的产生，其使得固体润滑剂插塞与黄铜本体之间能牢固的黏合很长的时间。
本发明的另一目的是为提供一个方法来制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承，其通过在形成固体润滑剂插塞过程中维持在固体润滑剂插塞的内部及外部表面的孔隙率，使得油品注入容易和大量的油品注入。
(二)技术方案
依据本发明的实施例以达到上述目的，提供一种制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法，其包含以下步骤：在黄铜本体内形成孔洞以接收固体润滑剂插塞于其中；混合可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和干燥固体润滑剂粉末，使干燥粉末混合；将干燥粉末混合物填入模具的中空处；压缩干燥粉末混合物，形成干燥粉末紧密插塞以合于黄铜本体内的孔洞；将各干燥粉末紧密插塞插入黄铜本体的各个孔洞当中；对干燥粉末紧密插塞插入于其中的黄铜本体进行热处理，在真空或惰性气体的热处理炉中，在等于或高于固化可热膨胀和可固化的树脂的温度，使得在孔洞内的干燥粉末紧密插塞膨胀和烧结，然后冷却，形成牢固黏附于黄铜本体的孔洞内的多孔固体润滑剂插塞；及注入油品至多孔固体润滑剂插塞，其中干燥粉末混合物是由具有45～60重量百分比(wt％)的结晶片状石墨、10～15重量百分比的天然石墨和10～15重量百分比的硫酸钡的干燥固体润滑剂粉末，和20～25重量百分比的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末所组成。
优选地，在热处理炉中的热处理是在150℃～250℃的温度下进行0.5～2小时。
优选地，压缩可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和干燥固体润滑剂粉末的干燥粉末混合物是在2,000～5,000kgf/cm2的压力下进行。
优选地，将干燥粉末紧密插塞插入黄铜本体的孔洞当中还包含将可热膨胀和可固化的树脂涂在干燥粉末紧密插塞的表面的步骤。
优选地，通过粗切削移除任何不必要区域和通过最终切割调整大小的后处理步骤是在油品注入到多孔固体润滑剂插塞之前进行。
优选地，混合干燥固体润滑剂粉末包含以下步骤：通过混合结晶片状石墨、天然石墨和硫酸钡和酒精来混合原料；将混合的原料干燥；粉碎干燥的原料和通过使用50～150筛孔来筛分粉碎的原料；及收集筛分的原料和通过使用混合器重新混合收集的原料。
(三)有益效果
依据本发明上述的组成，固体润滑剂插塞是通过烧结干燥固体润滑剂粉末而形成于黄铜本体的孔洞内。
将干燥粉末紧密插塞的混合物插入黄铜本体的孔洞，结晶片状石墨核可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末等，会在热处理过程中膨胀、烧结和硬化，填入孔洞的空间而没有任何间隙，并紧密的黏附于黄铜本体。
因此，当固体润滑剂插塞形成于黄铜本体的孔洞，在黄铜本体与固体润滑剂插塞之间没有空隙(或间隙)产生，牢固的黏合维持很长时间。
进一步，在烧结过程期间，需要的油品注入量通过改变结晶片状石墨、天然石墨、硫酸钡和可固化干燥树脂粉末的组成比例来控制，其为固体润滑剂插塞的组成。
进一步，孔洞广泛的分布在固体润滑剂插塞的表面上。
附图说明
通过参考以下的附图来详细描述本发明的实施例对于本发明上述和其他的特征和优点将是显而易见的。
图1是依据本发明的实施例的具有孔洞的黄铜本体的剖面图。
图2是依据本发明的实施例说明制造干燥粉末紧密插塞方法的剖面图。
图3是由图2的方法形成的干燥粉末紧密插塞的剖面图。
图4是说明将可热膨胀和可固化的液体树脂涂在图3所示的干燥粉末紧密插塞的表面的剖面图。
图5是说明将图4的干燥粉末紧密插塞插入图1的黄铜本体的剖面图。
图6是说明在热处理炉中烧结图5所示的干燥粉末紧密插塞插入于其中的黄铜本体的方法的剖面图。
图7是说明多孔固体润滑剂插塞形成在黄铜本体的孔洞内的剖面图。
图8是说明注入油品至形成在黄铜本体的孔洞内的多孔固体润滑剂插塞的方法的剖面图。
图9是依据本发明具有嵌入式固体润滑剂插塞以提升油品注入特性的无油轴承的透视图。
图10是依据各个具有不同固体润滑剂的组成比例的范例示出膨胀率和压缩强度的图。
图11是基于结晶片状石墨的温度示出压缩强度和膨胀率的图。
图12是在韩国测试及研究所(Korea Testing&Research Institute)中通过扫描显微镜拍摄的结晶片状石墨的图片。
图13是在韩国测试及研究所中通过扫描显微镜拍摄的天然石墨的图片。
图14是在韩国测试及研究所中通过扫描显微镜拍摄的粉末混合物1(结晶片状石墨+天然石墨+硫酸钡)的图片。
图15是在韩国测试及研究所中通过扫描显微镜拍摄的粉末混合物2(结晶片状石墨+天然石墨+硫酸钡+黏合剂)的图片。
图16是在韩国测试及研究所中通过扫描显微镜拍摄的硫酸钡的图片。
图17是在韩国测试及研究所中通过扫描显微镜拍摄的作为固体润滑剂插塞的粉末混合物2在热处理前的图片。
图18是在韩国测试及研究所中通过扫描显微镜拍摄的作为固体润滑剂插塞的粉末混合物2在热处理后的图片。
图19是依据本发明的其他实施例在黄铜本体内形成的孔洞的透视图和部分放大图。
附图标记说明
1:干燥粉末混合物；3:干燥粉末紧密插塞；5:可热膨胀和可固化的液体树脂；7:多孔固体润滑剂插塞；9:黄铜本体；11:孔洞；101:冲床；103:冲头；105:模具；107:中空处；109:热处理炉；111:加热器；113:油箱
具体实施方式
下文中，本发明将参考附图更完整的说明本发明的优选实施例。作为参考，在图中所示的组成物的大小，线的宽度等，可能为了便于理解而夸大。
在文中使用的用词是通过考量本发明的功能而定义，因此，依据用户或操作者意图或法庭判例可能会有所不同。因此，用词的定义应基于本发明中所描述的整体内容。
将理解的是，在文中使用的用词「包含(comprises)」、「包含(comprising)」和/或「包括(includes)」意指存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在增加一或多个其他特征、整体、步骤操作、元件组件和/或其群组，除非文中有另外指明。
然而，本发明可以各种不同形式实施，且不应解释为限制于本文中描述的实施例。反而提出这些实施例使得本揭露将更为彻底和完整，并将完整地传达本发明的范围给本领域的普通技术人员。
因此，当本发明的实施例能够进行各种修改和替代形式，本发明的示例(面貌或实施例)通过在图中的示例示出，并将在文中详细说明。然而，应理解的是这并非旨在限制本发明的示例于特定揭露形式，相反的，本发明的示例性实施例是涵盖在本发明的范围内所有的修改、等效和替代。如本文所使用的单数形式是包含复数形式，除非文中有另外指明。
当功能和组成为相关领域中众所周知或公知的，为了使本发明的主旨清楚，在本发明的详细说明中将不会呈现进一步的讨论。
依据本发明实施例的方法来制造具有嵌入式固体润滑剂插塞以提升油品注入特性的无油轴承将在下文中参考附图更完整的说明。
在图1中，依据本发明的实施例的具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的制造方法包含在黄铜本体9中形成孔洞11，用来形成固体润滑剂插塞于其中(参阅图9)的步骤。
孔洞11是圆柱形的，且孔洞11的数量和大小基于黄铜本体9表面区域的大小或是无油轴承的用法有所不同。
黄铜本体9可为如图所示的套筒型黄铜本体或者片状的黄铜本体，虽然未示出，其长度和宽度相较下厚度较薄。
在通过高压压缩获得的干燥粉末紧密插塞3(参阅图5)插入到孔洞11后，干燥粉末在热处理炉中烧结，使得依据本发明的固体润滑剂插塞7形成，并在同时黏合于黄铜本体9的孔洞11。
为此，在图2和图3中，具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的制造方法还包含混合可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和干燥固体润滑剂粉末的步骤，和通过在等于或高于1,000kgf/cm2的高压下压缩可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和干燥固体润滑剂粉末的干燥粉末混合物1来形成干燥粉末紧密插塞3的步骤，以符合黄铜本体9的孔洞11。
优选地，可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和干燥固体润滑剂粉末的干燥粉末混合物1是在2,000～5,000kgf/cm2的高压下压缩。
在本发明中最优选适用的可热膨胀和可固化的干燥树脂是酚醛树脂。这种树脂在热硬化的过程中体积膨胀3～5％。
固体润滑剂可选择性地使用石墨、碳、二硫化钼(MoS2)或二硫化钨(WS2)。
特别地，优选的是选择具有热膨胀特性的结晶片状石墨或人造碳作为固体润滑剂插塞。
可以理解的是结晶片状石墨或人造碳通过加热膨胀15～22％以成为固体。在通过加热使用结晶片状石墨的膨胀率形成固体润滑剂插塞之后，固体润滑剂插入黄铜本体9的孔洞11中并通过加热膨胀。
进一步，为将可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和干燥固体润滑剂粉末的干燥粉末混合物1形成插塞形状，干燥粉末混合物1填入模具105的中空处107，然后通过具有冲头103的冲床101压缩，以形成干燥粉末紧密插塞3。
形成的干燥粉末紧密插塞3分别插入黄铜本体9的孔洞11。
如图4所示，优选地，可热膨胀和可固化的液体树脂5还涂于干燥粉末紧密插塞3的表面。
原因是因为如果在烧结和硬化之前碰撞干燥粉末紧密插塞3，插入的干燥粉末紧密插塞3可能被打破或者在移动黄铜本体9到热处理炉的其间掉出孔洞11。
在图6中，具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的制造方法还包含形成牢牢固定在黄铜本体9的孔洞11内的多孔固体润滑剂插塞7的步骤，通过在真空热处理炉109或惰性气体的热处理炉中，在等于或高于固化可热膨胀和可固化的树脂的温度下，对干燥粉末紧密插塞3插入于其中的黄铜本体9进行热处理，使得在孔洞11内的干燥粉末紧密插塞膨胀和烧结，然后冷却。
加热温度为150～250℃，优选地为180～220℃。
当固体润滑剂插塞7以上述方式形成，孔隙率增加到10～20％。
在图8中，具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的制造方法还包含通过将多孔固体润滑剂插塞7形成在孔洞11内的黄铜本体9浸入油箱113当中以注入油品到固体润滑剂插塞7的步骤。
在图9中,通过后处理步骤取得具有注入油品的嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承。
在后处理步骤中，任何不需要的部分通过粗切削移除，通过最终切割进行大小的调整。
油品注入可在后处理步骤后进行。
依据本发明的具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的制造方法中，固体润滑剂插塞在热处理过程期间膨胀和硬化以牢固的填于黄铜本体9的孔洞11，没有间隙且牢固的黏附于黄铜本体9。因此，在黄铜本体9与固体润滑剂插塞之间没有空隙，即使无油轴承使用很长时间，固体润滑剂插塞不会与黄铜本体9分开。
进一步，油品易于注入固体润滑剂插塞7通过加热膨胀时形成的孔洞，且油品注入量通过控制结晶片状石墨的组成比例来控制，其为组成成分中对于固体润滑剂插塞的膨胀具有相对较大的贡献程度。
用于固体润滑剂插塞的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和干燥固体润滑剂粉末的组成将在下面描述。
图10是依据各个具有不同固体润滑剂插塞的组成比例的范例示出膨胀率和压缩强度的图，图11是基于结晶片状石墨的温度示出压缩强度和膨胀率的图。
图12是结晶片状石墨的图片，图13是天然石墨的图片，图14是粉末混合物1(结晶片状石墨+天然石墨+硫酸钡)的图片，图15是粉末混合物2(结晶片状石墨+天然石墨+硫酸钡+黏合剂)的图片，图16是硫酸钡的图片，图17是作为固体润滑剂插塞的粉末混合物2在热处理前的图片，图18是作为固体润滑剂插塞的粉末混合物2在热处理后的图片，其均在韩国测试及研究所中通过扫描显微镜拍摄。
在本发明的实施例中，干燥粉末混合物的干燥固体润滑剂粉末是由45～60重量百分比的结晶片状石墨、10～15重量百分比的天然石墨和10～15重量百分比的硫酸钡组成，干燥粉末混合物的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末是由20～25重量百分比的酚醛干燥树脂粉末组成，其在150℃～250℃的惰性气体热处理炉中加热0.5～2小时。
图11是基于结晶片状石墨的温度示出压缩强度和膨胀率的图，表1示出依据结晶片状石墨的温度的膨胀率。
表1
硬化温度(℃) 100℃ 150℃ 200℃ 250℃
膨胀率 15.7％ 19.4％ 19.0％ 19.2％
膨胀率＝(加热后体积-加热前体积)/加热前体积
由于油品能注入的比例是对应膨胀率，优选地以控制膨胀率来取得需要的油品注入量。
结晶片状石墨通过加热膨胀以进行烧结。当温度增加时，结晶片状石墨的膨胀率增加。然而，在150℃或更高的情况下，结晶片状石墨的膨胀率大约是19％，显示出没有太大变化。在150℃或更高的情况下，压缩强度是170kgf/cm2或更高，其大于作为无油轴承的润滑剂所需的强度值150kgf/cm2。
天然石墨带有旋转的本体或产生滑动的物件具有润滑功能。虽然从润滑效果的方面增加天然石墨的组成比例是好的，天然石墨的组成比例最好是10～15重量百分比，这是由于在本发明中需要考量膨胀性以将插塞型式的润滑剂插入以通过加热固定在黄铜本体9。
当硫酸钡与可热膨胀和可固化的树脂和酒精混合，硫酸钡倾向于聚集在一起。
当硫酸钡与结晶片状石墨粉末、天然石墨粉末、作为黏合剂的可热膨胀和可固化的树脂和酒精混合，硫酸钡使得混合物结合在一起，使得混合物顺利转换以形成固体润滑剂插塞，当干燥粉末紧密插塞填入孔洞以形成固体润滑剂插塞时，在粉末混合物中具有孔洞。硫酸钡提升了烧结后的耐磨性。当重量百分比10～15的硫酸钡包含在粉末混合物中，产生最佳的效果。
可热膨胀和可固化的树脂是作为黏合剂来结合固体润滑剂插塞，防止各种成分散开。
作为黏合剂的可热膨胀和可固化的树脂使用黏合剂和硬化剂的混合物。作为黏合剂的可热膨胀和可固化的树脂，重量100份当中具有90～97份重量的黏合剂和3～10份重量的硬化剂。
混合干燥固体润滑剂粉末的步骤还包含步骤为：混合结晶片状石墨、天然石墨、硫酸钡、酒精和作为黏合剂的可热膨胀和可固化的树脂的原材料；将混合的原料干燥；粉碎干燥的原料和以50～150筛孔来筛分粉碎的原料；然后收集筛分的原料和使用混合器重新混合收集的原料。
当混合干燥固体润滑剂粉末的步骤依序地进行，影响的是干燥固体润滑剂粉末的各个组成的分布率和粒度是均匀的。
图14是粉末混合物1(结晶片状石墨+天然石墨+硫酸钡)的图片，粉末混合物1不包含酒精和做为黏合剂的可热膨胀和可固化的树脂。在这情况下，颗粒并未结合在一起。然而，如图15所示的粉末混合物2(结晶片状石墨+天然石墨+硫酸钡+黏合剂)，颗粒结合在一起。这证实了硫酸钡聚集在一起。
图17是作为固体润滑剂插塞的粉末混合物2在热处理前的图片，图18是作为固体润滑剂插塞的粉末混合物2在热处理后的图片。
如图17中所示，在热处理前，颗粒之间的孔洞是窄的，然而，如图18所示，证实了颗粒的大小在加热和烧结过程会增加，且颗粒之间的孔洞拉大了，用来润滑的所需油品注入于这些孔洞中。
本发明将基于下面的范例来说明。
如同表1和图11所证实的，当加热和烧结时，结晶片状石墨会膨胀。结晶片状石墨的膨胀率在温度为150℃或更高的情况下超过19％，但其变化不大。因此优选地加热温度为150℃或更高。由于加热到250℃或更高并不会对可热膨胀和可固化的树脂有更理想的影响，较好的加热温度是150～250℃。
表2和图10示出当硫酸钡在重量百分比13下混合和可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末在重量百分比22下混合，通过改变结晶片状石墨和天然石墨的组成比例，在200℃下加热1小时所取得的实验结果。
表2
如表2和图10所示，在范例1中，由重量百分比20的结晶片状石墨、重量百分比45的天然石墨、重量百分比13的硫酸钡和重量百分比22的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末组成的粉末混合物在加热和烧结后，膨胀率为5.5％和压缩强度为204.2kgf/cm2。这证实膨胀率没有如预期的满足15％。
在范例2中，由重量百分比30的结晶片状石墨、重量百分比35的天然石墨、重量百分比13的硫酸钡和重量百分比22的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末组成的粉末混合物在加热和烧结后，膨胀率为9.9％和压缩强度为321.1kgf/cm2。这证实膨胀率没有如预期的满足15％。
在范例3中，由重量百分比40的结晶片状石墨、重量百分比25的天然石墨、重量百分比13的硫酸钡和重量百分比22的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末组成的粉末混合物在加热和烧结后，膨胀率为13.4％和压缩强度为是355.6kgf/cm2.这证实膨胀率没有如预期的满足15％。
在范例4中，由重量百分比50的结晶片状石墨、重量百分比15的天然石墨、重量百分比13的硫酸钡和重量百分比22的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末组成的粉末混合物在加热和烧结后，膨胀率为15.2％和压缩强度为是311.8kgf/cm2.这证实膨胀率如预期的满足15％。
在范例5中，由重量百分比52的结晶片状石墨、重量百分比13的天然石墨、重量百分比13的硫酸钡和重量百分比22的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末组成的粉末混合物在加热和烧结后，膨胀率为16.7％和压缩强度为是290.4kgf/cm2.这证实膨胀率如预期的满足15％。
在范例6中，由重量百分比60的结晶片状石墨、重量百分比5的天然石墨、重量百分比13的硫酸钡和重量百分比22的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末组成的粉末混合物在加热和烧结后，膨胀率为18.9％和压缩强度为是247.2kgf/cm2.这证实膨胀率如预期的满足15％。
从范例1到范例6，证实结晶片状石墨满足膨胀率和压缩比例的优选组成比例为重量百分比45～60。
也证实的是油品注入量是通过控制结晶片状石墨的组成比例来控制，其为对固体润滑剂插塞的膨胀具有相对较大的贡献程度的组成成分。
对于具有孔洞以作为油品注入的无油轴承，膨胀率预期为超过15％，对于润滑剂插塞预期的强度值为150kgf/cm2或更高。
依据本发明其他的实施例，用来接收固体润滑剂插塞的孔洞是通过以下说明形成在黄铜本体内：
如前所述，接收固体润滑剂插塞的孔洞11形成在黄铜本体9内。在本实施例中，孔洞是防止插入于孔洞11的固体润滑剂插塞从孔洞11掉出。
图19是在黄铜本体内形成的孔洞的透视图和部分放大图。
如图19所示，在黄铜本体9内接收固体润滑剂插塞的孔洞11包含在内圆周表面的突出部。每个突出部是构造成朝向孔洞9的中线倾斜。
插入于黄铜本体9的孔洞11的固体润滑剂插塞所具有的上述结构通过加热膨胀，膨胀的固体润滑剂插塞通过突出部牢固的黏附，从而防止掉出孔洞。
突出部依照需求可选择性的具有波浪形状、螺纹形状或圆柱形状。
在插入于黄铜本体的孔洞内的干燥粉末紧密插塞的组成中，由于可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末在热处理过程中熔化、膨胀、烧结和硬化。本发明具有的功效是填入孔洞空间的插塞没有间隙，且紧密黏合于黄铜本体。
进一步，当固体润滑剂插塞形成于黄铜本体的孔洞中，在黄铜本体与固体润滑剂插塞之间不会发生任何空隙，且牢固的黏合维持长时间。
在烧结过程期间于可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末的颗粒间产生的孔洞，由于干燥固体润滑剂粉末不阻止孔洞，且孔洞广泛的分布在固体润滑剂插塞的表面上，使孔隙率最大化。因此，本发明在使得油品易于注入和增加油品注入量上具有显著的功能和效果。
当本发明以特定方式呈现和参考其范例来说明，本领域的普通技术人员将理解的是，在不离开本发明如权利要求所定义的精神和范围的情况下，可进行各种修改和形式与内容上的替代安排。因此，权利要求的范围应给予最广泛的解释，已包含所有的这些修改和相似的安排。

Claims (6)

1.一种制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法，其特征在于，包含以下步骤：
在黄铜本体(9)内形成孔洞(11)以接收固体润滑剂插塞于其中；
混合可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和干燥固体润滑剂粉末，制作干燥粉末混合物(1)；
将所述干燥粉末混合物(1)填入模具(105)的中空处(107)；
压缩所述干燥粉末混合物(1)，形成干燥粉末紧密插塞(3)以合于所述黄铜本体(9)的所述孔洞(11)；
将各所述干燥粉末紧密插塞(3)插入所述黄铜本体(9)的各所述孔洞(11)当中；
对所述干燥粉末紧密插塞(3)插入于其中的所述黄铜本体(9)进行热处理，在真空或惰性气体的热处理炉中，在等于或高于固化所述可热膨胀和可固化的树脂的温度，使得在所述孔洞(11)内的干燥粉末紧密插塞(3)熔化、膨胀和烧结，然后冷却，形成多孔固体润滑剂插塞(7)，牢固黏附于所述黄铜本体(9)的所述孔洞(11)内；及
注入油品至所述多孔固体润滑剂插塞(7)；
其中所述干燥粉末混合物(1)是由具有45～60重量百分比的结晶片状石墨、10～15重量百分比的天然石墨和10～15重量百分比的硫酸钡的干燥固体润滑剂粉末，和20～25重量百分比的可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末所组成。
2.根据权利要求1所述的制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法，其特征在于，
在所述惰性气体的热处理炉中的热处理是在150℃～250℃的温度下进行0.5～2小时。
3.根据权利要求2所述的制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法，其特征在于，
压缩所述可热膨胀和可固化的干燥树脂粉末和所述干燥固体润滑剂粉末的所述干燥粉末混合物(1)是在2,000～5,000kgf/cm2的压力下进行。
4.根据权利要求3所述的制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法，其特征在于，
将所述干燥粉末紧密插塞(3)插入所述黄铜本体(9)的所述孔洞(11)当中还包含将可热膨胀和可固化的树脂涂在所述干燥粉末紧密插塞(3)的表面的步骤。
5.根据权利要求4所述的制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法，其特征在于，
还包含通过粗切削移除任何不必要区域和通过最终切割调整大小的后处理步骤，是在油品注入到多孔固体润滑剂插塞(7)之前。
6.根据权利要求1所述的制造具有嵌入式固体润滑剂插塞的无油轴承的方法，其特征在于，混合干燥固体润滑剂粉末包含以下步骤：
通过混合结晶片状石墨、天然石墨和硫酸钡和酒精来混合原料；
将混合的所述原料干燥；
粉碎干燥的所述原料和通过使用50～150筛孔来筛分粉碎的所述原料；及
收集筛分的所述原料和通过使用混合器重新混合收集的所述原料。
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