專利名稱:燒結(jié)尼龍-環(huán)氧復(fù)合新材料和生產(chǎn)方法
本發(fā)明涉及一種模壓燒結(jié)尼龍-環(huán)氧復(fù)合新材料，它特別適用于耐磨機(jī)械另件和印刷輥及印刷板。還可用于金屬另件表面噴涂和過濾材料等。
燒結(jié)尼龍材料目前在日、美等國(guó)均有采用。他們多是以純尼龍，如尼龍6，尼龍66等制成，或與鉛組成燒結(jié)體。它的發(fā)明任務(wù)是構(gòu)成一種硬度和抗壓強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定性較好，可含油的多孔體尼龍材料。其硬度為hrm60～80;抗壓強(qiáng)度為7～12kg/mm2。但作為耐磨機(jī)械另件等尚存在著摩擦系數(shù)較高，PV值較低等缺點(diǎn)。生產(chǎn)方法中還有如下不足之處(1)鉛是有害物質(zhì)，生產(chǎn)和使用過程中均會(huì)產(chǎn)生污染。(2)燒結(jié)時(shí)必須有保護(hù)氣氛或抽真空，否則會(huì)熱氧老化或碳化。(3)設(shè)備費(fèi)用高，技術(shù)難度大。
本發(fā)明是由
三元共聚尼龍粉(尼龍1010，尼龍66，尼龍6共聚)5～30%，最好10～25%;
環(huán)氧6101(或618，601)3～35%，最好5～30%;
雙氰雙胺2～4%，最好3%;
尼龍1010(或尼龍6，尼龍66)粉5～50%，最好10～40%;混合均勻，按重量每100份混合粉中再加入(1)青銅粉1～40份，最好5～30份;(2)空心玻璃微珠1～20份;(3)玻璃纖維(或玄武巖纖維，或云母)粉5～20份;(4)聚四氟乙烯(或聚乙烯)5～20份;(5)再加入適量二硫化鉬，石墨粉、碳黑固體潤(rùn)滑劑。其中本發(fā)明用了環(huán)氧雙氰雙胺等能與尼龍形成化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu);使用從火電廠粉煤灰中提取的空心玻璃微珠做為粒子增強(qiáng)助劑。
其生產(chǎn)方法如下將以上各種材料按比例混合，烘干，裝入金屬模具，用通用的機(jī)械式，液壓式或氣動(dòng)式等壓力設(shè)備，以恒定壓力保持規(guī)定時(shí)間，壓制成型。再用普通烘箱加熱至150～270℃，最好160～260℃并保持一定時(shí)間進(jìn)行燒結(jié)。根據(jù)需要可增加整型，精加工，浸油等工序。
實(shí)施例一壓制布機(jī)通用軸承K84(φ18×φ34×25)。用尼龍66粉50%，三元共聚尼龍粉20%，環(huán)氧6101粉27%，雙氰雙胺3%組成尼龍-環(huán)氧混合粉;然后按重量每100份混合粉中再加入青銅粉20份;玻璃纖維粉15份，空心玻璃微珠5份，聚四氟乙烯10份，二硫化鉬、石墨、碳黑共5份。混合均勻后，裝入鋼制模具，在普通油壓機(jī)上壓制。毛坯在P＝1000kg/cm2的壓力下，保壓5分鐘。脫模后放置烘箱中加熱至260℃，保溫40分鐘。經(jīng)燒結(jié)成型的工件內(nèi)外園尺寸穩(wěn)定，表面光滑，質(zhì)地堅(jiān)固，無(wú)須機(jī)械加工，經(jīng)浸油后即可裝機(jī)使用。
實(shí)施例二做標(biāo)準(zhǔn)試條(120×15×10)。用尼龍1010粉30%，三元共聚尼龍粉20%，環(huán)氧6101 27%，雙氰雙胺3%，尼龍66粉20%，組成尼龍-環(huán)氧混合粉;再按重量每100份混合粉中加入玻璃纖維粉15份。混合均勻后，裝入模具中，在油壓機(jī)上毛坯承受P＝1000kg/cm2的壓力下，保壓5分鐘，燒結(jié)溫度210℃，保溫60分鐘;冷至室溫測(cè)試結(jié)果如下抗彎δbb＝483Kg/cm2;沖擊ak＝7.3kg·cm/cm2;
硬度PHB＝15.4kg·f/mm2。
實(shí)施例三壓制M＝3，Z＝18，中間嵌有鋼芯的傘齒輪。用尼龍1010粉10%，三元共聚尼龍粉20%，環(huán)氧6101 27%，雙氰雙胺3%，尼龍6粉40%組成尼龍-環(huán)氧混合粉;再按重量每100份混合粉中加入青銅粉20份，玻璃纖維粉15份，聚四氟乙烯5份，空心玻璃微珠5%，二硫化鉬、石墨、碳黑共5份，混和均勻后，裝入模具中，在油壓機(jī)上毛坯承受P＝500kg/cm2的壓力下，保壓5分鐘;燒結(jié)溫度170℃，保溫200分鐘;燒結(jié)后經(jīng)過整型，浸油處理，將該齒輪裝在木工多用刨鋸機(jī)上使用，轉(zhuǎn)速為1800～3060轉(zhuǎn)/分，無(wú)噪聲，不發(fā)熱，能滿足工況要求。而鋼制的齒輪，在同樣工況條件下，噪聲大，磨損快，不能滿足使用要求。
實(shí)施例四對(duì)蜂窩煤球機(jī)定位護(hù)板進(jìn)行表面噴涂。目的是降低噪聲，減少摩擦。用三元共聚尼龍粉30%，環(huán)氧6101粉40%，雙氰雙胺4%，尼龍1010粉26%組成尼龍-環(huán)氧混合粉;再按重量每100份混合粉中加入聚四氟乙烯粉5份，空心玻璃微珠2份，二硫化鉬3份?；旌暇鶆蚝?，噴涂在被予熱至210℃的護(hù)板工作表面。冷卻后涂層粘接牢固，可直接裝機(jī)使用。
本發(fā)明與國(guó)內(nèi)外接近材料相比，有如下優(yōu)點(diǎn)1.摩擦系數(shù)低，耐磨性很好，參照表1。
2.PV值高，參考表2、表3。
3.不使用鉛等有毒害物質(zhì)，無(wú)污染。
4.燒結(jié)工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單方便，無(wú)須抽真空或氣體保護(hù)，用普通烘箱即可燒結(jié)成型。
5.本材料主要成份，如尼龍1010，三元共聚尼龍均系國(guó)內(nèi)獨(dú)創(chuàng)(國(guó)外沒有)，原料來(lái)源有保障。
6.本發(fā)明使用了環(huán)氧雙氰雙胺等，能與尼龍形成化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu);還使用了從火電廠粉煤灰中提取的空心玻璃微珠做為粒子增強(qiáng)劑;這在國(guó)內(nèi)外有關(guān)尼龍燒結(jié)材料的資料中均未見報(bào)導(dǎo)。
7.本發(fā)明使用的主要原料，如尼龍1010，三元共聚尼龍，尼龍6，尼龍66大都是采用尼龍廠家的工業(yè)廢料經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓に嚮厥占庸ざ伞Ｒ虼?，?jié)省了材料，成本比尼龍1010和尼龍66降低30%以上。
表1 各種材料配方在M200試驗(yàn)機(jī)上的摩擦磨損性能(1)
〔附注〕(1)干摩擦對(duì)磨材料45號(hào)鋼，硬度HRC 50～59，表面光潔度▽9;
(2)均以塑料100份為基礎(chǔ)。
表2 各種填充增強(qiáng)塑料的PV值
〔所注〕表1、表2中部分?jǐn)?shù)據(jù)摘自《工程塑料應(yīng)用》，P 378～379，上海人民出版社，1971年8月。
表3 各種軸承材料的許用值
〔附注〕表中帶＊號(hào)的數(shù)據(jù)摘自《ブラスチツクス》V01，21、No.9，P.81～84，(1970)。作者騰平紀(jì)一郎。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)尼龍材料，是由純尼龍6(或66)與鉛粉組成的燒結(jié)體。本發(fā)明其特征在于由三元共聚尼龍粉(尼龍1010，尼龍6，尼龍66共聚)10～25%、環(huán)氧6101(或618，601)5～30%、雙氰雙胺3%、尼龍1010(或尼龍6，尼龍66)10～40%、青銅粉5～30%、空心玻璃微珠1～20%、玻璃纖維(或玄武巖纖維，云母)粉5～20%、聚四氟乙烯(或聚乙烯)5～20%、再加入適量的二硫化鉬、石墨、碳黑等固體潤(rùn)滑劑組成燒結(jié)體。也可用上述材料直接噴涂在予熱210℃左右的金屬表面。
2.燒結(jié)尼龍材料生產(chǎn)方法、是將尼龍粉料裝入模具中，用壓力設(shè)備壓制，在真空燒結(jié)爐或充入保護(hù)氣體的加熱爐中進(jìn)行燒結(jié)。本發(fā)明其特征在于在通用的機(jī)械式、液壓式或氣動(dòng)式壓力設(shè)備上均可壓制;在普通的加熱設(shè)備中以160～260℃溫度，保溫40～200分鐘，不抽真空，也不充保護(hù)氣體即可燒結(jié)成功。也可直接用于在予熱210℃左右的金屬表面噴涂。
專利摘要
燒結(jié)尼龍一環(huán)氧復(fù)合新材料，是由三元共聚尼龍粉、環(huán)氧6101(或618、601)、雙氰雙胺、尼龍1010(或6、66)、青銅粉、空心玻璃微珠、玻璃纖維、聚四氟乙烯、二硫化鉬、石墨、碳黑組成，生產(chǎn)方法將前四種材料按比例均混，再按一定組份將后七種材料混入，裝入金屬模中，用普通壓力設(shè)備在規(guī)定的壓力和時(shí)間內(nèi)壓制成型，再用普通加熱設(shè)備在規(guī)定的溫度和時(shí)間內(nèi)燒結(jié)，取出后經(jīng)浸油即成所需零件。有特殊要求的可精密加工。
文檔編號(hào)B29C67/04GK87107661SQ87107661
公開日1988年10月26日 申請(qǐng)日期1987年11月5日
發(fā)明者劉曙光, 王友文 申請(qǐng)人:國(guó)家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)鄭州機(jī)械研究所, 鄭州大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan