CN113002004B - 一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于氟塑料加工技术领域，具体涉及一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合，经模压、烧结后制备成改性聚四氟乙烯车削膜，再将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料。与现有技术相比，本发明改性聚四氟乙烯自润滑复合材料综合了金属与聚四氟乙烯的优点，具有机械强度高、导热系数高、热膨胀系数小、摩擦系数低、耐磨性能优良、耐蠕变性能好等特点。

Description

一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于氟塑料加工技术领域，尤其是涉及一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯自润滑复合材料是一种新型的固体自润滑材料，该材料在保留了聚四氟乙烯材料低摩擦系数的同时，又拥有机械强度高、导热系数高、热膨胀系数小、摩擦系数低、耐磨性能优良、耐蠕变性能好等特点。该材料是一种无油润滑材料，可用于自润滑轴套等，作为润滑层广泛应用在航空航天、汽车、大型机械等领域。
现有的制备金属基改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的方法主要分为以下两种：第一，将悬浮聚四氟乙烯粉料与石墨、碳纤维和铜粉通过混料机均匀混合，再经过模压、烧结、机加工等工艺流程成型并制得，缺点是其极限pv值低，线膨胀系数大。第二，将铜粉烧结至不锈钢轴体表面，浸渍在含有石墨、碳纤维的聚四氟乙烯乳液中，之后经过压制并在氮气保护下烧结制得，但是其加工工艺较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法，在保证改性聚四氟乙烯自润滑复合材料综合性能的同时，简化工艺步骤。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合，经模压、烧结后制备成改性聚四氟乙烯车削膜，
再将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料。
在本发明的一个实施方式中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合时，控制石墨粉料质量百分比为10～30％，碳纤维粉料质量百分比为5～20％，余量为聚四氟乙烯粉料。
在本发明的一个实施方式中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的操作温度控制在30℃以下。
在本发明的一个实施方式中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的方式为：开启冷却水，称取石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料倒入高速混和机内，合盖，开启电源，使搅拌桨叶转动，低速、高速各搅拌2～10秒，重复2～3次，在搅拌状态下开启出料口活门，使石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合物料从混合机内排出，混合过程中自始自终应在隔套通冷却水的条件下进行。
在本发明的一个实施方式中，盛放石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料的容器可以为清洁干燥的塑料盆或铝盆。
在本发明的一个实施方式中，将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合后，用30目金属筛将混合物过筛，盛于清洁干燥的有盖容器内备用。
在本发明的一个实施方式中，所述聚四氟乙烯粉料选用聚四氟乙烯悬浮树脂。
在本发明的一个实施方式中，模压的操作方法为：称取一定量的混合料，用金属勺均匀地加入到模具模腔内，并使物料在模腔内均匀分布，使用压机对料腔双面加压、保压、泄压、脱膜后得到不同尺寸的毛坯。
在本发明的一个实施方式中，烧结的要求为：将毛坯放入烧结炉，按照聚四氟乙烯制品烧结工艺进行烧制，严格控制升降温速率与保温时间。
在本发明的一个实施方式中，烧结的工艺条件为：直升至250℃，250℃～300℃以30～70℃/h升温，300℃以上以20～40℃/h升温；300℃以上以20～40℃/h降温，300℃以下自由降温，降至250℃以下关闭电源。
在本发明的一个实施方式中，烧结后还进行机加工的操作，具体为：烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯经淬火后，在120～140℃下对烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯进行切削加工，制得厚度在0.5～1.0mm的改性聚四氟乙烯车削膜。
在本发明的一个实施方式中，将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合的操作方法为：
裁切：对改性聚四氟乙烯车削膜、铜网、辅料铝箔进行裁切，
叠合：将裁切后的原料、辅料按铝箔-改性聚四氟乙烯车削膜-铜网-改性聚四氟乙烯车削膜-铝箔的顺序叠合，并在上下加盖不锈钢板，注意叠合时改性聚四氟乙烯车削膜应与铜网对齐，放置于辅料铝箔中间位置，所有原料、辅料不允许有翘曲、裂纹等缺陷，
加热：将叠合后的板材放置在热压机压板上进行加热，放入过程需保持平稳防止倾覆、薄膜错位；
保温保压与冷却：将加热后样品保温保压2～5h后，带压自然冷却至室温，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料。
在本发明的一个实施方式中，还包括裁剪的步骤：将所得到的改性聚四氟乙烯自润滑复合材料(即改性聚四氟乙烯铜网复合材料)裁剪成产品需要的尺寸。
在本发明的一个实施方式中，改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合过程的加热过程中，启动压机合上压板，注意压力不超过1Mpa，开启压板加热，逐步升温至380～390℃，并将压力升至15～16Mpa。
在本发明的一个实施方式中，所述铜网线径0.1～0.3mm，孔径0.1～0.3mm，孔径优选为0.2mm。
在本发明的一个实施方式中，所述铜网选择经表面处理的铜网，所述表面处理包括阳极氧化、表面喷砂。
本发明所得到的改性聚四氟乙烯自润滑复合材料可以制作成自润滑轴套。
本发明中，石墨粉料对所得改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的影响如下：
增加石墨粉料质量分数可提升润滑性，降低摩擦系数，提高耐磨性并大幅提高导热系数。减少石墨粉料质量分数，该材料摩擦系数上升，耐磨性下降，导热系数下降。总体填充粉料质量分数需控制在合理范围内。
碳纤维粉料对所得改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的影响：
增加碳纤维粉料质量分数可提高耐高低温性能，提高导热系数，并提高材料在空气或水中的耐磨性，提高抗蠕变性能。减少碳纤维粉料质量分数会略微降低导热系数，降低耐磨性与抗蠕变性能。总体填充粉料质量分数需控制在合理范围内。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
1.综合了金属与聚四氟乙烯的优点，机械强度高、导热系数高、热膨胀系数小、摩擦系数低、耐磨性能优良、耐蠕变性能好、使用寿命长；
2.提供一种无焊缝、无接痕、耐高温的金属基改性聚四氟乙烯自润滑轴套的制备方法。
3.工艺步骤相对简化。
附图说明
图1为本发明实施例1中改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合的工艺流程图。
具体实施方式
一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合，经模压、烧结后制备成改性聚四氟乙烯车削膜，
再将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料。
其中一个实施方式中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合时，控制石墨粉料质量百分比为10～30％，碳纤维粉料质量百分比为5～20％，余量为聚四氟乙烯粉料。
其中一个实施方式中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的操作温度控制在30℃以下。
其中一个实施方式中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的方式为：开启冷却水，称取石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料倒入高速混和机内，合盖，开启电源，使搅拌桨叶转动，低速、高速各搅拌2～10秒，重复2～3次，在搅拌状态下开启出料口活门，使石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合物料从混合机内排出，混合过程中自始自终应在隔套通冷却水的条件下进行。
其中一个实施方式中，盛放石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料的容器可以为清洁干燥的塑料盆或铝盆。
其中一个实施方式中，将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合后，用30目金属筛将混合物过筛，盛于清洁干燥的有盖容器内备用。
其中一个实施方式中，所述聚四氟乙烯粉料选用聚四氟乙烯悬浮树脂。
其中一个实施方式中，模压的操作方法为：称取一定量的混合料，用金属勺均匀地加入到模具模腔内，并使物料在模腔内均匀分布，使用压机对料腔双面加压、保压、泄压、脱膜后得到不同尺寸的毛坯。
其中一个实施方式中，烧结的要求为：将毛坯放入烧结炉，按照聚四氟乙烯制品烧结工艺进行烧制，严格控制升降温速率与保温时间。
其中一个实施方式中，烧结的工艺条件为：直升至250℃，250℃～300℃以30～70℃/h升温，300℃以上以20～40℃/h升温；300℃以上以20～40℃/h降温，300℃以下自由降温，降至250℃以下关闭电源。
其中一个实施方式中，烧结后还进行机加工的操作，具体为：烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯经淬火后，在120～140℃下对烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯进行切削加工，制得厚度在0.5～1.0mm的改性聚四氟乙烯车削膜。
其中一个实施方式中，将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合的操作方法为：
裁切：对改性聚四氟乙烯车削膜、铜网、辅料铝箔进行裁切，
叠合：将裁切后的原料、辅料按铝箔-改性聚四氟乙烯车削膜-铜网-改性聚四氟乙烯车削膜-铝箔的顺序叠合，并在上下加盖不锈钢板，注意叠合时改性聚四氟乙烯车削膜应与铜网对齐，放置于辅料铝箔中间位置，所有原料、辅料不允许有翘曲、裂纹等缺陷，
加热：将叠合后的板材放置在热压机压板上进行加热，放入过程需保持平稳防止倾覆、薄膜错位；
保温保压与冷却：将加热后样品保温保压2～5h后，带压自然冷却至室温，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料。
其中一个实施方式中，还包括裁剪的步骤：将所得到的改性聚四氟乙烯自润滑复合材料(即改性聚四氟乙烯铜网复合材料)裁剪成产品需要的尺寸。
其中一个实施方式中，改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合过程的加热过程中，启动压机合上压板，注意压力不超过1Mpa，开启压板加热，逐步升温至380～390℃，并将压力升至15～16Mpa。
其中一个实施方式中，所述铜网线径0.1～0.3mm，孔径0.1～0.3mm，孔径优选为0.2mm。
其中一个实施方式中，所述铜网选择经表面处理的铜网，所述表面处理包括阳极氧化、表面喷砂。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合，经模压、烧结后制备成改性聚四氟乙烯车削膜，
再将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料。
本实施例中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合时，控制石墨粉料质量百分比为20％，碳纤维粉料质量百分比为10％，余量为聚四氟乙烯粉料。石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的操作温度控制在30℃以下。
本实施例中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的方式为：开启冷却水，称取石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料倒入高速混和机内，合盖，开启电源，使搅拌桨叶转动，低速、高速各搅拌6秒，重复3次，在搅拌状态下开启出料口活门，使石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合物料从混合机内排出，混合过程中自始自终应在隔套通冷却水的条件下进行。
本实施例中，盛放石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料的容器可以为清洁干燥的塑料盆或铝盆。
本实施例中，将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合后，用30目金属筛将混合物过筛，盛于清洁干燥的有盖容器内备用。
本实施例中，所述聚四氟乙烯粉料选用聚四氟乙烯悬浮树脂。
本实施例中，模压的操作方法为：称取一定量的混合料，用金属勺均匀地加入到模具模腔内，并使物料在模腔内均匀分布，使用压机对料腔双面加压、保压、泄压、脱膜后得到不同尺寸的毛坯。
本实施例中，烧结的工艺条件为：直升至250℃，250℃～300℃以50℃/h升温，300℃以上以30℃/h升温；300℃以上以30℃/h降温，300℃以下自由降温，降至250℃以下关闭电源。烧结后还进行机加工的操作，具体为：烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯经淬火后，在130℃下对烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯进行切削加工，制得厚度在0.8mm的改性聚四氟乙烯车削膜。
本实施例中，将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合的工艺参考图1，操作方法为：
裁切：对改性聚四氟乙烯车削膜、铜网(铜网线径0.2mm，孔径0.2mm，铜网表面经过阳极氧化处理)、辅料铝箔进行裁切，
叠合：将裁切后的原料、辅料按铝箔-改性聚四氟乙烯车削膜-铜网-改性聚四氟乙烯车削膜-铝箔的顺序叠合，并在上下加盖不锈钢板，注意叠合时改性聚四氟乙烯车削膜应与铜网对齐，放置于辅料铝箔中间位置，所有原料、辅料不允许有翘曲、裂纹等缺陷，
加热：将叠合后的板材放置在热压机压板上进行加热，放入过程需保持平稳防止倾覆、薄膜错位，改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合过程的加热过程中，启动压机合上压板，注意压力不超过1Mpa，开启压板加热，逐步升温至385℃，并将压力升至15Mpa；
保温保压与冷却：将加热后样品保温保压3h后，带压自然冷却至室温，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料；
裁剪：将所得到的改性聚四氟乙烯自润滑复合材料(即改性聚四氟乙烯铜网复合材料)裁剪成产品需要的尺寸。
本实施例中，所得改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的最大允许静负荷、动负荷、导热系数、热膨胀系数、摩擦系数、磨痕宽度、工作温度数据如表1所示。
表1实施例1所得改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的性能数据
序号 名称 数值 单位
1 最大允许静负荷 80 Mpa
2 动负荷 60 MPa
3 导热系数 1.5 W·(m·K)-1
4 热膨胀系数 8 ×10-5/K
5 摩擦系数 0.18 /
6 磨痕宽度 6 mm
7 工作温度 -100～250 ℃
实施例2
一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合，经模压、烧结后制备成改性聚四氟乙烯车削膜，
再将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料。
本实施例中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合时，控制石墨粉料质量百分比为10％，碳纤维粉料质量百分比为20％，余量为聚四氟乙烯粉料。石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的操作温度控制在30℃以下。
本实施例中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的方式为：开启冷却水，称取石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料倒入高速混和机内，合盖，开启电源，使搅拌桨叶转动，低速、高速各搅拌2秒，重复3次，在搅拌状态下开启出料口活门，使石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合物料从混合机内排出，混合过程中自始自终应在隔套通冷却水的条件下进行。
本实施例中，盛放石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料的容器可以为清洁干燥的塑料盆或铝盆。
本实施例中，将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合后，用30目金属筛将混合物过筛，盛于清洁干燥的有盖容器内备用。
本实施例中，所述聚四氟乙烯粉料选用聚四氟乙烯悬浮树脂。
本实施例中，模压的操作方法为：称取一定量的混合料，用金属勺均匀地加入到模具模腔内，并使物料在模腔内均匀分布，使用压机对料腔双面加压、保压、泄压、脱膜后得到不同尺寸的毛坯。
本实施例中，烧结的工艺条件为：直升至250℃，250℃～300℃以30℃/h升温，300℃以上以20℃/h升温；300℃以上以20℃/h降温，300℃以下自由降温，降至250℃以下关闭电源。烧结后还进行机加工的操作，具体为：烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯经淬火后，在120℃下对烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯进行切削加工，制得厚度在0.5mm的改性聚四氟乙烯车削膜。
本实施例中，将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合的工艺参考图1，操作方法为：
裁切：对改性聚四氟乙烯车削膜、铜网(铜网线径0.1mm，孔径0.1mm，铜网表面经过表面喷砂处理)、辅料铝箔进行裁切，
叠合：将裁切后的原料、辅料按铝箔-改性聚四氟乙烯车削膜-铜网-改性聚四氟乙烯车削膜-铝箔的顺序叠合，并在上下加盖不锈钢板，注意叠合时改性聚四氟乙烯车削膜应与铜网对齐，放置于辅料铝箔中间位置，所有原料、辅料不允许有翘曲、裂纹等缺陷，
加热：将叠合后的板材放置在热压机压板上进行加热，放入过程需保持平稳防止倾覆、薄膜错位，改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合过程的加热过程中，启动压机合上压板，注意压力不超过1Mpa，开启压板加热，逐步升温至380℃，并将压力升至16Mpa；
保温保压与冷却：将加热后样品保温保压5h后，带压自然冷却至室温，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料；
裁剪：将所得到的改性聚四氟乙烯自润滑复合材料(即改性聚四氟乙烯铜网复合材料)裁剪成产品需要的尺寸。
本实施例中，所得改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的最大允许静负荷、动负荷、导热系数、热膨胀系数、摩擦系数、磨痕宽度、工作温度数据如表2所示。
表2实施例2所得改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的性能数据
序号 名称 数值 单位
1 最大允许静负荷 82 Mpa
2 动负荷 62 MPa
3 导热系数 1.45 W·(m·K)-1
4 热膨胀系数 8.2 ×10-5/K
5 摩擦系数 0.22 /
6 磨痕宽度 6.5 mm
7 工作温度 -100～250 ℃
实施例3
一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合，经模压、烧结后制备成改性聚四氟乙烯车削膜，
再将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料。
本实施例中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合时，控制石墨粉料质量百分比为30％，碳纤维粉料质量百分比为5％，余量为聚四氟乙烯粉料。石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的操作温度控制在30℃以下。
本实施例中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的方式为：开启冷却水，称取石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料倒入高速混和机内，合盖，开启电源，使搅拌桨叶转动，低速、高速各搅拌10秒，重复2次，在搅拌状态下开启出料口活门，使石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合物料从混合机内排出，混合过程中自始自终应在隔套通冷却水的条件下进行。
本实施例中，盛放石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料的容器可以为清洁干燥的塑料盆或铝盆。
本实施例中，将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合后，用30目金属筛将混合物过筛，盛于清洁干燥的有盖容器内备用。
本实施例中，所述聚四氟乙烯粉料选用聚四氟乙烯悬浮树脂。
本实施例中，模压的操作方法为：称取一定量的混合料，用金属勺均匀地加入到模具模腔内，并使物料在模腔内均匀分布，使用压机对料腔双面加压、保压、泄压、脱膜后得到不同尺寸的毛坯。
本实施例中，烧结的工艺条件为：直升至250℃，250℃～300℃以70℃/h升温，300℃以上以40℃/h升温；300℃以上以40℃/h降温，300℃以下自由降温，降至250℃以下关闭电源。烧结后还进行机加工的操作，具体为：烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯经淬火后，在140℃下对烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯进行切削加工，制得厚度在1.0mm的改性聚四氟乙烯车削膜。
本实施例中，将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合的工艺参考图1，操作方法为：
裁切：对改性聚四氟乙烯车削膜、铜网(铜网线径0.3mm，孔径0.3mm，铜网表面经过表面喷砂处理)、辅料铝箔进行裁切，
叠合：将裁切后的原料、辅料按铝箔-改性聚四氟乙烯车削膜-铜网-改性聚四氟乙烯车削膜-铝箔的顺序叠合，并在上下加盖不锈钢板，注意叠合时改性聚四氟乙烯车削膜应与铜网对齐，放置于辅料铝箔中间位置，所有原料、辅料不允许有翘曲、裂纹等缺陷，
加热：将叠合后的板材放置在热压机压板上进行加热，放入过程需保持平稳防止倾覆、薄膜错位，改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合过程的加热过程中，启动压机合上压板，注意压力不超过1Mpa，开启压板加热，逐步升温至390℃，并将压力升至15Mpa；
保温保压与冷却：将加热后样品保温保压2h后，带压自然冷却至室温，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料；
裁剪：将所得到的改性聚四氟乙烯自润滑复合材料(即改性聚四氟乙烯铜网复合材料)裁剪成产品需要的尺寸。
本实施例中，所得改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的最大允许静负荷、动负荷、导热系数、热膨胀系数、摩擦系数、磨痕宽度、工作温度数据如表3所示。
表3实施例3所得改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的性能数据
序号 名称 数值 单位
1 最大允许静负荷 83 Mpa
2 动负荷 61 MPa
3 导热系数 1.7 W·(m·K)-1
4 热膨胀系数 7.8 ×10-5/K
5 摩擦系数 0.16 /
6 磨痕宽度 5 mm
7 工作温度 -100～250 ℃
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合，经模压、烧结后制备成改性聚四氟乙烯车削膜，
再将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料；
其中，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合时，控制石墨粉料质量百分比为30%，碳纤维粉料质量百分比为5%，余量为聚四氟乙烯粉料，石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的操作温度控制在30℃以下；石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合的方式为：开启冷却水，称取石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料倒入高速混和机内，合盖，开启电源，使搅拌桨叶转动，低速、高速各搅拌10秒，重复2次，在搅拌状态下开启出料口活门，使石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合物料从混合机内排出，混合过程中自始至终在隔套通冷却水的条件下进行；将石墨粉料、碳纤维粉料与聚四氟乙烯粉料混合后，用30目金属筛将混合物过筛，盛于清洁干燥的有盖容器内备用；
模压的操作方法为：称取一定量的混合料，用金属勺均匀地加入到模具模腔内，并使物料在模腔内均匀分布，使用压机对料腔双面加压、保压、泄压、脱膜后得到不同尺寸的毛坯；
烧结的工艺条件为：直升至250℃，250℃～300℃以70℃/h升温，300℃以上以40℃/h升温；300℃以上以40℃/h降温，300℃以下自由降温，降至250℃以下关闭电源，烧结后还进行机加工的操作，具体为：烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯经淬火后，在140℃下对烧制好的改性聚四氟乙烯毛坯进行切削加工，制得厚度在1.0mm的改性聚四氟乙烯车削膜；
将改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合的工艺方法为：
裁切：对改性聚四氟乙烯车削膜、铜网、辅料铝箔进行裁切，其中，铜网线径0.3mm，孔径0.3mm，铜网表面经过表面喷砂处理；
叠合：将裁切后的原料、辅料按铝箔-改性聚四氟乙烯车削膜-铜网-改性聚四氟乙烯车削膜-铝箔的顺序叠合，并在上下加盖不锈钢板，叠合时改性聚四氟乙烯车削膜与铜网对齐，放置于辅料铝箔中间位置，所有原料、辅料不允许有翘曲、裂纹缺陷，
加热：将叠合后的板材放置在热压机压板上进行加热，放入过程保持平稳防止倾覆、薄膜错位，改性聚四氟乙烯车削膜与铜网进行热压复合过程的加热过程中，启动压机合上压板，压力不超过1Mpa，开启压板加热，逐步升温至390℃，并将压力升至15Mpa；
保温保压与冷却：将加热后样品保温保压2h后，带压自然冷却至室温，得到改性聚四氟乙烯自润滑复合材料；
裁剪：将所得到的改性聚四氟乙烯铜网复合材料裁剪成产品需要的尺寸。
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