專利名稱：：自潤滑滑動(dòng)軸承材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及到一種軸承材料及其制備方法，具體地說是一種自潤滑滑動(dòng)軸承材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：英國GlacierMetalCo.Ltd.于上世紀(jì)六十年代發(fā)明了自潤滑三層復(fù)合軸承，俗稱"DU"軸承，是以鋼或類似的金屬襯底上燒結(jié)多孔的錫青銅粉末，將以聚四氟乙烯為主要基體的復(fù)合材料混合均勾后鋪覆在其表面，軋制后在含有保護(hù)氣氛的燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，這類傳統(tǒng)的自潤滑軸承，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各類機(jī)械傳動(dòng)部件中?？墒牵祟惒牧嫌捎谄浣Y(jié)構(gòu)的特殊性，表面聚合物自潤滑層較薄(0.02~0.04鵬)，隨著磨損深度的下降，潤滑劑與銅粉的比例不同，導(dǎo)致材料的摩擦系數(shù)的變化。諸如給水泵或潛水泵中使用的推力軸承，由于受到較高的推進(jìn)力，當(dāng)表面聚合物潤滑層被磨損后，由于軸承在水中無法形成有效的潤滑轉(zhuǎn)移膜，所以會(huì)導(dǎo)致軸承迅速失效，產(chǎn)生咬合現(xiàn)象。NortonPampusGmbH公司提出了一種免維護(hù)滑動(dòng)軸承材料(專利號(hào)為USP5573846,
專利名稱：為"PolyfluorocarbonCoatedMetalBearing"),此材料由三層結(jié)構(gòu)組成，襯底為金屬，表面潤滑改性層為聚合物基體材料，添加潤滑劑或增強(qiáng)填料組成的混合物，中間層是以乙烯-四氟乙烯共聚物為主要成分的高分子材料作為粘結(jié)劑，但是對于不同的金屬底材，粘結(jié)強(qiáng)度是不同的，另外軸承在長期使用過程中，摩擦熱的聚集會(huì)導(dǎo)致中間層的粘結(jié)強(qiáng)度大幅下降，并且軸承受到的切向摩擦力較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)粘結(jié)層剝落現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提出一種高承載、低摩擦、耐磨損、穩(wěn)固性好的自潤滑滑動(dòng)軸承材料及其制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明自潤滑滑動(dòng)軸承材料包括以有機(jī)樹脂為基體的復(fù)合材料組成的自潤滑滑動(dòng)層和金屬底材，所述滑動(dòng)層和金屬底材直接粘接在一起。上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述金屬底材釆用低碳鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金等板材中的一種，厚度為0.5~2.5mm。上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述自潤滑滑動(dòng)層以聚四氟乙烯(PTFE)或聚全氟乙丙烯(FEP)為主要樹脂基體，重量含量為10~80%。上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述自潤滑滑動(dòng)層的復(fù)合材料中，含有可以與金屬底材具有良好粘結(jié)能力的熱塑性聚合物，諸如聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亞胺(PI)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中的一種，與PTFE或FEP共同組成了滑動(dòng)層的主要樹脂基體，含量為10~50%。上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述自潤滑滑動(dòng)層還包含纖維增強(qiáng)劑，可以釆用玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維中的一種，重量含量為0.1~15%;上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述自潤滑滑動(dòng)層還包含固體潤滑劑，采用二硫化鉬或石墨，重量含量為0.1~20%;上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述固體潤滑劑的平均粒徑《0.045mm，最佳粒徑《0.030mm，以獲得更加均勻的分散性。上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述自潤滑滑動(dòng)層還包含納米無機(jī)填料，可以采用納米碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)或二氧化硅(Si02)中的一種，重量含量為0.1~10%,平均粒徑《80nm，以獲得良好的耐磨性和機(jī)械強(qiáng)度。上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述自潤滑滑動(dòng)層還包含具有良好導(dǎo)熱性的金屬粉末，可以是銅粉或銅合金粉末，重量含量為0.1~10%，以保證表面材料具有良好的導(dǎo)熱性，有利于摩擦熱的釋放。上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述金屬粉末的平均粒徑《0.045mm，最佳粒徑《0.030mm，以獲得更加均勾的分散性。上述自潤滑滑動(dòng)軸承材料，所述金屬底材經(jīng)過表面處理，諸如溶劑、乳化液或酸堿液的清洗、化學(xué)氧化處理、磷化處理以及陽極氧化處理等，以解決金屬底材與表面聚合物改性層的粘結(jié)問題。自潤滑滑動(dòng)軸承材料的制備方法，它包括下列步驟將自潤滑滑動(dòng)層的復(fù)合材料按比例配制，通過機(jī)械混合后，平鋪于表面處理過的金屬板上，通過燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后迅速進(jìn)行軋制，使表面層粘結(jié)在金屬底材上，所形成的滑動(dòng)軸承板材的厚度為0.5-2.5mm,其中表面滑動(dòng)層的厚度為0.2~lmm。利用本發(fā)明自潤滑滑動(dòng)軸承材料，通過切斷、卷圓、整形、翻邊等系列工藝，制成相應(yīng)的自潤滑滑動(dòng)軸承，使其具有較高的承載能力和低摩擦、耐磨損的特性，金屬底材與自潤滑滑動(dòng)層相互間結(jié)合的穩(wěn)固性好，適用干摩擦及邊界或流體摩擦條件。具體性能如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>圖l為本發(fā)明軸承材料的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式各實(shí)施例中表面聚合物潤滑材料的實(shí)施配方表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例1:按實(shí)施配方表1進(jìn)行稱量，并在機(jī)械攪拌器內(nèi)混合均勻；將厚度為0.80mm的低碳鋼板2表面噴砂處理后，進(jìn)行磷化處理。將均勻的混合物鋪敷于處理后的低碳鋼板2上，形成自潤滑滑動(dòng)層l(如圖l所示)，然后在網(wǎng)帶式干燥爐中進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粗軋制，然后在燒結(jié)爐上進(jìn)行燒結(jié)固化，然后迅速軋制成所需的軸承材料，厚度為l.Omm。實(shí)施例2:按實(shí)施配方表2進(jìn)行稱量，并在機(jī)械攪拌器內(nèi)混合均勻；將厚度為1.2mtn的不銹鋼板2表面噴砂處理后，進(jìn)行酸洗。將均勾的混合物鋪敷于處理后的不銹鋼板2上，形成自潤滑滑動(dòng)層1(如圖l所示)，然后在網(wǎng)帶式干燥爐中進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粗軋制，然后在燒結(jié)爐上進(jìn)行燒結(jié)固化，然后迅速軋制成所需的軸承材料，厚度為1.5mm。實(shí)施例3:按實(shí)施配方表3進(jìn)行稱量，并在機(jī)械攪拌器內(nèi)混合均勻；將厚度為1.6mm的銅合金板2表面噴砂處理后，進(jìn)行酸洗。將均勻的混合物鋪敷于處理后的銅合金板2上，形成自潤滑滑動(dòng)層1(如圖1所示)，然后在網(wǎng)帶式干燥爐中進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粗軋制，然后在燒結(jié)爐上進(jìn)行燒結(jié)固化，然后迅速軋制成所需的軸承材料，厚度為2.O,。實(shí)施例4:按實(shí)施配方表4進(jìn)行稱量，并在機(jī)械攪拌器內(nèi)混合均勻；將厚度為1.0mm的鋁合金板2表面噴砂處理后，進(jìn)行陽極氧化處理。將均勻的混合物鋪敷于處理后的鋁合金板2上，形成自潤滑滑動(dòng)層1(如圖1所示)，然后在網(wǎng)帶式干燥爐中進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粗軋制，然后在燒結(jié)爐上進(jìn)行燒結(jié)固化，然后迅速軋制成所需的軸承材料，厚度為2.5mm。實(shí)施例5:按實(shí)施配方表5進(jìn)行稱量，并在機(jī)械攪拌器內(nèi)混合均勻；將厚度為0.5mm的鋁合金板2表面噴砂處理后，進(jìn)行陽極氧化處理。將均勻的混合物鋪敷于處理后的鋁合金板2上，形成自潤滑滑動(dòng)層1(如圖1所示)，然后在網(wǎng)帶式干燥爐中進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粗軋制，然后在燒結(jié)爐上進(jìn)行燒結(jié)固化，然后迅速軋制成所需的軸承材料，厚度為1.Omm。實(shí)施例6:按實(shí)施配方表5進(jìn)行稱量，并在機(jī)械攪拌器內(nèi)混合均勻；將厚度為1.0mm的低碳鋼板2表面噴砂處理后，進(jìn)行磷化處理。將均勻的混合物鋪敷于處理后的低碳鋼板2上，形成自潤滑滑動(dòng)層1(如圖l所示)，然后在網(wǎng)帶式干燥爐中進(jìn)行干燥，千燥后進(jìn)行粗軋制，然后在燒結(jié)爐上進(jìn)行燒結(jié)固化，然后迅速軋制成所需的軸承材料，厚度為1.5mm。實(shí)施例7:按實(shí)施配方表5進(jìn)行稱量，并在機(jī)械攪拌器內(nèi)混合均勻；將厚度為1.5鵬的不銹鋼板2表面噴砂處理后，進(jìn)行磷化處理。將均勻的混合物鋪敷于處理后的不銹鋼板2上，形成自潤滑滑動(dòng)層1(如圖l所示)，然后在網(wǎng)帶式干燥爐中進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粗軋制，然后在燒結(jié)爐上進(jìn)行燒結(jié)固化，然后迅速車L制成所需的軸承材料，厚度為2.5mm。權(quán)利要求1、自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，它包括以有機(jī)樹脂為基體的復(fù)合材料組成的自潤滑滑動(dòng)層和金屬底材，所述滑動(dòng)層和金屬底材直接粘接在一起。2、如權(quán)利要求l所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述金屬底材釆用低碳鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金等板材中的一種，厚度為0.5~2.5mm。3、如權(quán)利要求l或2所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述自潤滑滑動(dòng)層以聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯為主要樹脂基體，重量含量為10~80%。4、如權(quán)利要求1或2所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述自潤滑滑動(dòng)層的復(fù)合材料中，含有聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺、超高分子量聚乙烯中的一種，重量含量為10~50%。5、如權(quán)利要求1或2所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述自潤滑滑動(dòng)層還包含纖維增強(qiáng)劑，釆用玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維中的一種，重量含量為0.1~15%。6、如權(quán)利要求l或2所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述自潤滑滑動(dòng)層還包含固體潤滑劑，釆用二硫化鉬或石墨，重量含量為0.1~20%。7、如權(quán)利要求6所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述固體潤滑劑的平均粒徑<0.045mm，最佳粒徑<0.030mm。8、如權(quán)利要求1或2所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述自潤滑滑動(dòng)層還包含納米無機(jī)填料，采用納米碳化硅、氮化硅或二氧化硅中的一種，重量含量為0.1~10%，平均粒徑《80nm。9、如權(quán)利要求1或2所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述自潤滑滑動(dòng)層還包含具有良好導(dǎo)熱性的金屬粉末，可以是銅粉或銅合金粉末，重量含量為0.1~10%。10、如權(quán)利要求9所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述金屬粉末的平均粒徑《0.045mm,最佳粒徑<0.030mm。11、如權(quán)利要求1或2所述的自潤滑滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述金屬底材經(jīng)過表面處理。12、自潤滑滑動(dòng)軸承材料的制備方法，其特征在于，它包括下列步驟將自潤滑滑動(dòng)層的復(fù)合材料按比例配制，通過機(jī)械混合后，平鋪于表面處理過的金屬板上，通過燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后迅速進(jìn)行軋制，使表面層粘結(jié)在金屬底材上，所形成的滑動(dòng)軸承板材的厚度為0.5-2.5mm，其中表面滑動(dòng)層的厚度為0.2~lmm。全文摘要本發(fā)明公開了一種自潤滑滑動(dòng)軸承材料及其制備方法，自潤滑滑動(dòng)軸承材料包括以有機(jī)樹脂為基體的復(fù)合材料組成的自潤滑滑動(dòng)層和金屬底材，滑動(dòng)層和金屬底材直接粘接在一起。制備時(shí)，將自潤滑滑動(dòng)層的復(fù)合材料按比例配制，通過機(jī)械混合后，平鋪于表面處理過的金屬板上，通過燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后迅速進(jìn)行軋制，使表面層粘結(jié)在金屬底材上。用本發(fā)明材料制成的滑動(dòng)軸承具有較高的承載能力和低摩擦、耐磨損的特性，金屬底材與自潤滑滑動(dòng)層相互間結(jié)合的穩(wěn)固性好，適用干摩擦及邊界或流體摩擦條件。文檔編號(hào)F16C33/04GK101126417SQ20071007128公開日2008年2月20日申請日期2007年9月11日優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日發(fā)明者張國強(qiáng),楊生榮,王宏剛,簡令奇申請人:嘉興中達(dá)自潤軸承工業(yè)有限公司