專利名稱：一種芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸 承保持架材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
玻璃纖維改性聚四氟乙烯軸承保持架目前在低速及載荷較小的超低溫軸承中已 經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，通常采用的玻璃纖維增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架，不能滿足dn值大 于150萬(wàn)的軸承工況，表現(xiàn)出軸承噪音、摩擦力矩、摩損量及保持架尺寸變形量較大，對(duì)金 屬對(duì)摩面的磨蝕作用極大導(dǎo)致軸承壽命低等問(wèn)題，根本無(wú)法達(dá)到主機(jī)規(guī)定的使用要求，這 就要求保持架材料必須具有耐低溫性、尺寸穩(wěn)定性、對(duì)金屬對(duì)摩面的磨蝕作用較小及優(yōu)良 的耐摩擦磨損性。目前我國(guó)還沒(méi)有適合在dn值大于150萬(wàn)、高轉(zhuǎn)速(40000rpm)、超低溫 (-253 °C)重載條件下使用的軸承保持架材料。芳綸漿粕是對(duì)位芳香族聚酰胺纖維的一個(gè)差別化品種，化學(xué)結(jié)構(gòu)與芳綸纖維相 同，因此它保留了芳綸纖維的許多優(yōu)異性能，與玻璃纖維、碳纖維相比，具有韌性好，抗沖 擊、耐疲勞、阻尼振動(dòng)性能好，且不像玻璃纖維那樣對(duì)接觸面產(chǎn)生嚴(yán)重磨蝕等特點(diǎn)。芳綸漿 粕成型工藝獨(dú)特，芳綸漿粕表面毛絨狀微纖叢生，粗糙類似于木材漿粕，存在許多微小孔 隙，纖維軸向尾端原纖化成針尖狀，因此比表面積大，是普通長(zhǎng)纖維的十倍以上，所以它的 分散混合性能良好，有利于復(fù)合材料的加工成型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料，由以下重量百分含量的組分制備而成芳 綸漿粕10% 20%、錫青銅0% 5%、余量為聚四氟乙烯。芳綸漿粕的纖維長(zhǎng)度為0. 9 1. 1mm。錫青銅為粉狀。錫青銅粉是銅錫合金復(fù)合體，其中含有錫5% 7%、鋅5% 7%、鉛m 4%，主要 用于粉末冶金、摩擦材料、含油軸承等。提高復(fù)合材料的硬度、導(dǎo)熱性，改善耐摩擦磨損性 能。本發(fā)明的另一目的是提供一種芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料的制備 方法。芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料的制備方法，包括下列步驟
(1)對(duì)錫青銅粉進(jìn)行篩分，去除篩上物；芳綸漿粕和錫青銅粉在105 115°C的干燥箱 內(nèi)放置2小時(shí)；
(2)按重量百分比準(zhǔn)確稱取各種原材料，在轉(zhuǎn)速為10000 12000r/min高速混合機(jī)內(nèi)攪拌混合3 5次，每次10 20秒，之后用研缽研磨5 10分鐘； (3)裝模;
(4 )在模具外套處加墊墊片，之后給模具內(nèi)物料加壓，壓力為20 40MPa，保持1 3分 鐘，去除墊片，再加壓至壓力為60 90 MPa，保持5 10分鐘，脫模即得軸承保持架坯料；
(5)將坯料在燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，燒結(jié)爐的升溫速度定為2V/min，升溫至320 330°C，保 持60分鐘，繼續(xù)以2 V /min的速度升至365 375 °C，保持180 240分鐘，之后自然冷卻 至室溫，取出；
(6)加工成軸承保持架成品。本發(fā)明軸承保持架材料是利用芳綸漿粕及錫青銅粉共混增強(qiáng)聚四氟乙烯復(fù)合材 料。它既保留聚四氟乙烯的潤(rùn)滑性能，同時(shí)改善了聚四氟乙烯的蠕變性及耐磨性。該材料具 有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性、良好的導(dǎo)熱性及耐壓縮蠕變性、較高的強(qiáng)度及優(yōu)良的耐 摩擦磨損性能，而且對(duì)金屬對(duì)摩表面沒(méi)有磨蝕作用。這種軸承保持架材料的使用溫度范圍 寬，耐老化，耐輻射，具有一定的自潤(rùn)滑性及尺寸穩(wěn)定性，無(wú)需供油裝置，具有高精度、高可 靠性。使用該材料制成的保持架不僅是軸承的組成部件，而且是軸承的固體潤(rùn)滑材料載體， 通過(guò)軸承內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)磨，可以向內(nèi)、外滾道及鋼球表面轉(zhuǎn)移潤(rùn)滑膜，使軸承本身形成一個(gè)運(yùn) 動(dòng)-潤(rùn)滑的獨(dú)立完整體系。采用本發(fā)明保持架材料制成的軸承，提高了軸承的性能，滿足了苛刻的工況條件， 可以在工作溫度為一 253°C、轉(zhuǎn)速高達(dá)40000r/min、軸向載荷為6000N及徑向載荷為4000N 的條件下使用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1
本實(shí)施例芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料，按重量百分比構(gòu)成為芳綸漿 粕12%、錫青銅粉3%、聚四氟乙烯85%。具體制備方法包括下列步驟
(1)對(duì)錫青銅粉進(jìn)行150目篩分，去除篩上物，篩下物和芳綸漿粕在105°c的干燥箱內(nèi) 放置2小時(shí)；
(2)按重量百分比準(zhǔn)確稱取各種原材料，在轉(zhuǎn)速為lOOOOr/min高速混合機(jī)內(nèi)攪拌混合 5次，每次20秒，之后用研缽研磨5分鐘，使用二十倍顯微鏡觀察無(wú)明顯不均勻現(xiàn)象即為合 格；
(3)裝入模具的模腔內(nèi)，然后合上模具；
(4)在模具外套處加墊片，用壓力機(jī)給模具內(nèi)物料加壓，壓力為20MPa，保持2分鐘，去 除墊片，再加壓到60 MPa，保持5分鐘，脫模即得軸承保持架坯料；
(5)將坯料在燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，升溫速度為2°C/min,升溫至320°C，保持60分鐘，再以 2V /min的速度升溫至375°C，保持180分鐘，之后自然冷卻至室溫，取出；
(6)按照設(shè)計(jì)尺寸加工成軸承保持架成品。實(shí)施例2
本實(shí)施例芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料，按重量百分比構(gòu)成為芳綸漿粕15%、錫青銅粉5%、聚四氟乙烯80%。具體制備方法包括下列步驟
(1)對(duì)錫青銅粉進(jìn)行300目篩分，去除篩上物，篩下物和芳綸漿粕在110°C的干燥箱內(nèi) 放置2小時(shí)；
(2)按重量百分比準(zhǔn)確稱取各種原材料，在轉(zhuǎn)速為llOOOr/min高速混合機(jī)內(nèi)攪拌混合 5次，每次10秒，之后用研缽研磨10分鐘，使用二十倍顯微鏡觀察無(wú)明顯不均勻現(xiàn)象即為合 格；
(3)裝入模具的模腔內(nèi)，然后合上模具；
(4)在模具外套處加墊墊片，用壓力機(jī)給模具加壓，壓力為30MPa，保持2分鐘，去除墊 片，再加壓到75 MPa，保持8分鐘，脫模即得軸承保持架坯料；
(5)將坯料在燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，升溫速度為2°C/min，升溫至327°C，保持60分鐘，再以 2V /min的速度升溫至370°C，保持200分鐘，之后自然冷卻至室溫，取出；
(6)按照設(shè)計(jì)尺寸加工成軸承保持架成品。實(shí)施例3
本實(shí)施例芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料，按重量百分比構(gòu)成為芳綸漿粕 20%、聚四氟乙烯80%。具體制備方法包括下列步驟
(1)芳綸漿粕在115°C的干燥箱內(nèi)放置2小時(shí)；
(2)按重量百分比準(zhǔn)確稱取各種原材料，在轉(zhuǎn)速為12000r/min高速混合機(jī)內(nèi)攪拌混合 3次，每次15秒，之后用研缽研磨8分鐘，使用二十倍顯微鏡觀察無(wú)明顯不均勻現(xiàn)象即為合 格；
(3)裝入模具的模腔內(nèi)，然后合上模具；
(4)在模具外套處加墊片，用壓力機(jī)給模具內(nèi)物料加壓，壓力為40MPa，保持3分鐘，去 除墊片，再加壓到90 MPa，保持10分鐘，脫模即得軸承保持架坯料；
(5)將坯料在燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，升溫速度為2°C/min,升溫至330°C，保持60分鐘，再以 2V /min的速度升溫至365°C，保持240分鐘，之后自然冷卻至室溫，取出；
(6)按照設(shè)計(jì)尺寸加工成軸承保持架成品。表1實(shí)施例1 3制備的芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯復(fù)合材料與玻璃纖維增強(qiáng)聚 四氟乙烯復(fù)合材料性能對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料，其特征在于，由以下重量百分含量 的組分制備而成芳綸漿粕10% 20% ；錫青銅0% 5% ；余量為聚四氟乙烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料，其特征在于，芳 綸漿粕的纖維長(zhǎng)度為0. 9 1. 1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料，其特征在于，錫 青銅為粉狀。
4.一種芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料的制備方法，其特征在于，包括下列 步驟(1)錫青銅粉進(jìn)行篩分，去除篩上物；芳綸漿粕、錫青銅粉進(jìn)行干燥預(yù)處理；(2)按重量百分比準(zhǔn)確稱取各種原材料，在轉(zhuǎn)速為10000 12000r/min高速攪拌機(jī)內(nèi) 攪拌混合，之后用研缽研磨5 10分鐘；(3)裝模;(4)在模具外套處加墊墊片，之后給模具加壓，脫模即得軸承保持架坯料；(5)將坯料在燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，之后自然冷卻至室溫，取出；(6)加工成軸承保持架成品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料的制備方法，其特 征在于，步驟(1)中篩的目數(shù)為150 300目。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料的制備方法，其特 征在于，步驟(1)中芳綸漿粕及錫青銅粉在105 115°C的干燥箱內(nèi)放置2小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料的制備方法，其特 征在于，步驟(4)中給模具加壓分為兩步先用壓力為20 40MPa，保持1 3分鐘；去除 墊片，再加壓至壓力為60 90 MPa，保持5 10分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料的制備方法，其 特征在于，步驟(5)中燒結(jié)分兩階段升溫至320 330°C，保持60分鐘；繼續(xù)升至365 375°C，保持180 240分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料的制備方法，其特 征在于，步驟(5)中燒結(jié)爐的升溫速度為2V /min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種芳綸漿粕增強(qiáng)聚四氟乙烯軸承保持架材料及其制備方法。該材料按重量百分比由10%～20%的芳綸漿粕、0%～5%的錫青銅粉、余量的聚四氟乙烯構(gòu)成，其制備方法包括下列步驟原材料預(yù)處理→稱取原料→混合→研磨→裝入模具→加壓制成坯料→燒結(jié)→加工成成品。采用本發(fā)明保持架材料制成的軸承，性能得到提高，滿足了苛刻的工況條件，可以在超低溫、高轉(zhuǎn)速、重載的條件下使用。
文檔編號(hào)C08L27/18GK102093656SQ201010615339
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者孫小波, 張素蛾, 時(shí)連衛(wèi), 李建星, 李春偉, 王子君, 王楓, 魏佳平 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司