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多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯預(yù)加熱限位壓制工藝的制作方法

文檔序號(hào):4471298閱讀:272來源:國(guó)知局
多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯預(yù)加熱限位壓制工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯預(yù)加熱限位壓制工藝,該方法共含八步,第一步原材料聚酰亞胺真空干燥預(yù)處理,第二步按重量百分比進(jìn)行稱重并配制出多孔聚酰亞胺復(fù)合材料,第三步保持架模具的尺寸構(gòu)成,第四步對(duì)多孔聚酰亞胺復(fù)合材料進(jìn)行篩分以去除未混勻的小顆?;螂s質(zhì),第五步將多孔聚酰亞胺復(fù)合材料裝填入模具內(nèi),第六步裝好料的模具放入恒溫干燥箱內(nèi)保溫20~40分鐘,第七步取出后對(duì)其進(jìn)行限位加壓,第八步脫模后放入程控式燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)成型。本發(fā)明的工藝能夠避免自由燒結(jié)過程中成型壓力小產(chǎn)品質(zhì)地疏松,拉伸強(qiáng)度低,孔徑及孔隙率大,以及成型壓力大時(shí)產(chǎn)品易出現(xiàn)應(yīng)力開裂且管坯之間的材料性能一致性差等現(xiàn)象。
【專利說明】多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯預(yù)加熱限位壓制工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于保持架【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯預(yù)加熱限位壓制工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯是以聚酰亞胺為基材,添加15%聚四氟乙烯固體潤(rùn)滑劑經(jīng)高速攪拌充分混合后,壓制燒結(jié)成型后熔結(jié)成一體,顆粒之間的孔隙使其內(nèi)部具有相互貫通的多孔材料。將潤(rùn)滑油在真空條件下浸入到微孔中,微孔成為潤(rùn)滑油相互流通的通道。實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油在軸承內(nèi)的微循環(huán),當(dāng)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度及潤(rùn)滑油特性等外界條件一定時(shí),通過運(yùn)轉(zhuǎn)建立一種動(dòng)態(tài)平衡。多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯具有良好的機(jī)械性能、耐輻射、內(nèi)部具有相互貫通的微孔,經(jīng)過真空加熱浸油過程使其內(nèi)部微孔含有滑潤(rùn)油從而大幅降低材料的摩擦系數(shù),具有類似于油潤(rùn)滑等級(jí)的極低摩擦系數(shù),減少磨損量提高材料的耐磨性,且在運(yùn)行過程中不需要補(bǔ)充潤(rùn)滑油。它被廣泛地應(yīng)用在高精度高靈敏長(zhǎng)壽命等一次性稀油潤(rùn)滑軸承保持架領(lǐng)域。該保持架的功效除了在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)使?jié)L珠相互分離外,還以多孔形式作為潤(rùn)滑油載體,使軸承形成自供油的循環(huán)系統(tǒng)。
[0003]應(yīng)用普通的常溫壓制脫模熱燒工藝即自由燒結(jié),成型壓力小產(chǎn)品質(zhì)地疏松,拉伸強(qiáng)度低,孔徑及孔隙率大;成型壓力大產(chǎn)品易出現(xiàn)應(yīng)力開裂且管坯之間的材料性能一致性差等現(xiàn)象。應(yīng)用另一種在模具內(nèi)壓制后不脫模放置燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行365~380°C燒結(jié)即定容燒結(jié),則能耗高、高低溫交替易損耗模具,為提高效率就要大量投入模具。這些因素都限制了自由燒結(jié)和定容燒結(jié)的應(yīng) 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題,本發(fā)明提供了一種多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯預(yù)加熱限位壓制工藝,即將填好聚酰亞胺復(fù)合材料的模具在120±5°C恒溫干燥箱內(nèi)保溫20-40分鐘后限位加壓并進(jìn)行51分鐘保壓,脫模后將管坯放入程控式燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)成型,最終制得多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管狀坯料。以聚四氟乙烯的軟化溫度點(diǎn)120±5°C做為加熱預(yù)處理工藝中的溫度控制點(diǎn),增大兩相材料之間的粘合性,從而降低材料的成型壓力,避免在成型壓制過程中由于受力過大而引起應(yīng)力開裂現(xiàn)象。同時(shí)控制加壓過程中的加壓速度,降低對(duì)產(chǎn)品所形成的沖擊力,避免產(chǎn)品出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯預(yù)加熱限位壓制工藝,該方法共含八步,第一步原材料聚酰亞胺真空干燥預(yù)處理,第二步按重量百分比進(jìn)行稱重并配制出多孔聚酰亞胺復(fù)合材料,第三步保持架模具的尺寸構(gòu)成,第四步對(duì)多孔聚酰亞胺復(fù)合材料進(jìn)行篩分以去除未混勻的小顆?;螂s質(zhì),第五步將多孔聚酰亞胺復(fù)合材料裝填入模具內(nèi),第六步裝好料的模具放入120±5°C的恒溫干燥箱內(nèi)保溫20-40分鐘,第七步取出后對(duì)其進(jìn)行限位加壓并保壓5^8分鐘,第八步脫模后放入程控式燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)成型;所述的第二步以聚酰亞胺為基材并添加聚四氟乙烯配制出多空聚酰亞胺復(fù)合材料,第三步中的保持架模具包含外套、芯子、沖頭和底座,設(shè)定保持架的內(nèi)徑為d、外徑為D、高度為H,其具體步驟如下:
第一步原材料聚酰亞胺真空干燥預(yù)處理
將聚酰亞胺放在真空干燥箱中進(jìn)行預(yù)處理,以去除水分及低分子揮發(fā)物,真空干燥箱的真空度控制在-0.08MPa,真空干燥箱的溫度控制在200±5°C,真空干燥2小時(shí)后關(guān)掉電源冷卻至室溫后取出,密封保存在干燥除濕柜中備用;
第二步按重量百分比進(jìn)行稱重并配制出多孔聚酰亞胺復(fù)合材料按重量百分比分別稱取85%聚酰亞胺和15%聚四氟乙烯,在篩分儀上對(duì)聚酰亞胺和聚四氟乙烯分別進(jìn)行200目和100目過篩,然后一同放入高速攪拌機(jī)內(nèi)攪拌5次,每次攪拌的時(shí)間控制在20秒,攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在10000-12000轉(zhuǎn)/分鐘,在20倍顯微鏡下觀察配制好的多孔聚酰亞胺復(fù)合材料,無明顯色差即為合格產(chǎn)品并密封保存在干燥除濕柜中備用;第三步保持架模具尺寸構(gòu)成
在所述保持架模具中:所述外套的內(nèi)徑>所述D+5mm,所述芯子的外徑<所述d —3mm,所述外套高度=所述芯子高度是> 4H,所述沖頭的外徑與所述外套的內(nèi)徑相匹配,所述沖頭的內(nèi)徑與所述芯子的外徑相匹配,所述底座的內(nèi)徑與所述芯子的外徑相匹配,所述底座的外徑與所述外套的內(nèi)徑相匹配;
第四步多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的篩分
對(duì)第三步中高速攪拌后的多孔聚酰亞胺復(fù)合材料在篩分儀上進(jìn)行100目過篩,以去除未混勻的小顆粒或雜質(zhì);
第五步裝填模具` 采用電子天平準(zhǔn)確稱取第四步中篩分出的多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的質(zhì)量并裝填入保持架模具內(nèi);
第六步預(yù)加熱處理
將第五步中裝好多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的保持架模具放入120±5°C的干燥箱內(nèi)保溫20~40分鐘;
第七步限位壓制
將保持架模具從干燥箱內(nèi)取出后放置于實(shí)驗(yàn)室用壓機(jī)中對(duì)其進(jìn)行限位加壓,并保壓5^8分鐘,所述實(shí)驗(yàn)室用壓力機(jī)的壓力控制在40(T600kg/Cm2,所述的限位加壓是指在壓制過程中用芯子來控制管坯的高度;
第八步燒結(jié)成型
將壓制后的裝填有多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的保持架模具進(jìn)行脫模而制得保持架管坯,然后將保持架管坯放入程控式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié),根據(jù)保持架管坯的內(nèi)、外徑尺寸及壁厚大小制定燒結(jié)工藝,按照燒結(jié)工藝燒結(jié)成型,當(dāng)爐溫降為室溫后,取出保持架管坯。
[0006]由于采用如上所述技術(shù)方案,本發(fā)明可產(chǎn)生如下積極效果:
1、本發(fā)明的工藝能夠避免自由燒結(jié)過程中成型壓力小產(chǎn)品質(zhì)地疏松,拉伸強(qiáng)度低,孔徑及孔隙率大,以及成型壓力大時(shí)產(chǎn)品易出現(xiàn)應(yīng)力開裂且管坯之間的材料性能一致性差等現(xiàn)象;
2、采用本發(fā)明的工藝可同時(shí)在程控式燒結(jié)爐中放入50件以上保持架管坯燒結(jié)成型,生廣效率會(huì)大幅提聞且不損耗|旲具;3、本發(fā)明制作出的保持架管坯具有質(zhì)輕、抗拉強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小以及耐磨等特點(diǎn),尤其是采用限位加壓可使保持架管坯材料性能的批次穩(wěn)定性得到大幅提高,如孔性能、機(jī)械性能及摩擦性能。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本發(fā)明是一種多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯預(yù)加熱限位壓制工藝,,該工藝以聚酰亞胺為基材,并添加聚四氟乙烯固體潤(rùn)滑劑經(jīng)預(yù)加熱限位壓制燒結(jié)制作出保持架管狀坯料,方法簡(jiǎn)單實(shí)用,模具損耗減小,能有效地解決自由燒結(jié)過程中成型壓力小產(chǎn)品質(zhì)地疏松,拉伸強(qiáng)度低,孔徑及孔隙率大;成型壓力大時(shí)產(chǎn)品易出現(xiàn)應(yīng)力開裂且管坯之間的材料性能一致性差等現(xiàn)象。采取本發(fā)明制備的管坯材料性能的批次穩(wěn)定性可大幅提高,如含油率、孔隙率、孔徑、密度、機(jī)械性能及摩擦性能,生產(chǎn)效率及質(zhì)量得到保障;另外,采用本發(fā)明的工藝制作的多孔聚酰亞胺保持架管坯具有質(zhì)輕、抗拉強(qiáng)度高、表面光潔度優(yōu)、車加工性能好、摩擦系數(shù)小以及耐磨損等特點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明的工藝共含八步:
第一步原材料聚酰亞胺真空干燥預(yù)處理;
第二步按重量百分比進(jìn)行稱重并配制出多孔聚酰亞胺復(fù)合材料;
第三步保持架模具尺寸構(gòu)成;
第四步多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的篩分;
第五步裝填模具; 第六步預(yù)加熱處理;
第七步限位壓制;
第八步燒結(jié)成型。
[0009]所述的第二步以聚酰亞胺為基材并添加聚四氟乙烯配制出多空聚酰亞胺復(fù)合材料;
所述的第三步中的保持架模具包含外套、芯子、沖頭和底座,設(shè)定保持架的內(nèi)徑為d=30mm、外徑為D=36mm、高度為H=IOmm,其具體步驟如下:
本發(fā)明的所有步驟詳述如下:
第一步原材料聚酰亞胺真空干燥預(yù)處理
將聚酰亞胺放在真空干燥箱中進(jìn)行預(yù)處理,以去除水分及低分子揮發(fā)物,真空干燥箱的真空度控制在-0.08MPa,真空干燥箱的溫度控制在200±5°C,真空干燥2小時(shí)后關(guān)掉電源冷卻至室溫后取出,密封保存在干燥除濕柜中備用;
第二步按重量百分比進(jìn)行稱重并配制出多孔聚酰亞胺復(fù)合材料按重量百分比分別稱取85%聚酰亞胺和15%聚四氟乙烯,在篩分儀上對(duì)聚酰亞胺和聚四氟乙烯分別進(jìn)行200目和100目過篩,然后一同放入高速攪拌機(jī)內(nèi)攪拌5次,每次攪拌的時(shí)間控制在20秒,攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在10000-12000轉(zhuǎn)/分鐘,在20倍顯微鏡下觀察配制好的多孔聚酰亞胺復(fù)合材料,無明顯色差即為合格產(chǎn)品并密封保存在干燥除濕柜中備用;第三步模具尺寸構(gòu)成
在所述保持架模具中:所述外套的內(nèi)徑>所述D+5mm=41mm,所述芯子的外徑<所述d-3mm=27mm,所述外套最小高度=所述芯子最小高度> 4H=40mm,所述沖頭的外徑與所述外套的內(nèi)徑相匹配,所述沖頭的內(nèi)徑與所述芯子的外徑相匹配,所述底座的內(nèi)徑與所述芯子的外徑相匹配,所述底座的外徑與外所述套的內(nèi)徑相匹配;
第四步多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的篩分
對(duì)第三步中高速攪拌后的多孔聚酰亞胺復(fù)合材料在篩分儀上進(jìn)行100目過篩,以去除未混勻的小顆?;螂s質(zhì);
第五步裝填模具
采用電子天平準(zhǔn)確稱取第四步中篩分出的多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的質(zhì)量并裝填入保持架模具內(nèi);
第六步預(yù)加熱處理
將第五步中裝好多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的保持架模具放入120±5°c的干燥箱內(nèi)保溫20~40分鐘;
第七步限位壓制
將保持架模具從干燥箱內(nèi)取出后放置于實(shí)驗(yàn)室用壓機(jī)中對(duì)其進(jìn)行限位加壓,并保壓5^8分鐘,所述實(shí)驗(yàn)室用壓力機(jī)的壓力控制在40(T600kg/Cm2,所述的限位加壓是指在壓制過程中用芯子來控制保持架管坯的高度,芯子的高度由用戶所需的管坯高度決定;
第八步燒結(jié)成型
將壓制后的裝填有多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的保持架模具進(jìn)行脫模而制得保持架管坯,然后將保持架管坯放入程控式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié),根據(jù)保持架管坯的內(nèi)、外徑尺寸及壁厚大小制定燒結(jié)工藝,按照燒結(jié)工藝燒結(jié)成型,當(dāng)爐溫降為室溫后,取出保持架管坯。
[0010]下表是第六~七步的工`藝參數(shù) __


D ^ 100mm 50mm ^ D < 100mm D < 50mm
保溫時(shí)間/min 35^40 30~35~ 20^30
壓力 /kg.cm~2 400^500 400^500— 500^600
保壓時(shí)間/min 6~85~65
下表是本發(fā)明與自由燒結(jié)、定容燒結(jié)工藝產(chǎn)品性能對(duì)比
【權(quán)利要求】
1.一種多孔聚酰亞胺復(fù)合保持架管坯預(yù)加熱限位壓制工藝,該方法共含八步,第一步原材料聚酰亞胺真空干燥預(yù)處理,第二步按重量百分比進(jìn)行稱重并配制出多孔聚酰亞胺復(fù)合材料,第三步保持架模具的尺寸構(gòu)成,第四步對(duì)多孔聚酰亞胺復(fù)合材料進(jìn)行篩分以去除未混勻的小顆粒或雜質(zhì),第五步將多孔聚酰亞胺復(fù)合材料裝填入模具內(nèi),第六步裝好料的模具放入120±5°c的恒溫干燥箱內(nèi)保溫20-40分鐘,第七步取出后對(duì)其進(jìn)行限位加壓并保壓51分鐘,第八步脫模后放入程控式燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)成型;所述的第二步以聚酰亞胺為基材并添加聚四氟乙烯配制出多空聚酰亞胺復(fù)合材料,第三步中的保持架模具包含外套、芯子、沖頭和底座,設(shè)定保持架的內(nèi)徑為d、外徑為D、高度為H,其特征是: 第一步原材料聚酰亞胺真空干燥預(yù)處理 將聚酰亞胺放在真空干燥箱中進(jìn)行預(yù)處理,以去除水分及低分子揮發(fā)物,真空干燥箱的真空度控制在-0.08MPa,真空干燥箱的溫度控制在200±5°C,真空干燥2小時(shí)后關(guān)掉電源冷卻至室溫后取出,密封保存在干燥除濕柜中備用;第二步按重量百分比進(jìn)行稱重并配制出多孔聚酰亞胺復(fù)合材料按重量百分比分別稱取85%聚酰亞胺和15%聚四氟乙烯,在篩分儀上對(duì)聚酰亞胺和聚四氟乙烯分別進(jìn)行200目和100目過篩,然后一同放入高速攪拌機(jī)內(nèi)攪拌5次,每次攪拌的時(shí)間控制在20秒,攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在10000-12000轉(zhuǎn)/分鐘,在20倍顯微鏡下觀察配制好的多孔聚酰亞胺復(fù)合材料,無明顯色差即為合格產(chǎn)品并密封保存在干燥除濕柜中備用;第三步保持架模具尺寸構(gòu)成 在所述保持架模具中:所述外套的內(nèi)徑>所述D+5mm,所述芯子的外徑<所述d —3mm,所述外套高度=所述芯子高度是> 4H,所述沖頭的外徑與所述外套的內(nèi)徑相匹配,所述沖頭的內(nèi)徑與所述芯子的外徑相匹配,所述底座的內(nèi)徑與所述芯子的外徑相匹配,所述底座的外徑與所述外套的內(nèi)徑相匹配; 第四步多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的篩分 對(duì)第三步中高速攪拌后的多孔聚酰亞胺復(fù)合材料在篩分儀上進(jìn)行100目過篩,以去除未混勻的小顆?;螂s質(zhì); 第五步裝填模具 采用電子天平準(zhǔn)確稱取第四步中篩分出的多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的質(zhì)量并裝填入保持架模具內(nèi); 第六步預(yù)加熱處理 將第五步中裝好多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的保持架模具放入120±5°C的干燥箱內(nèi)保溫20~40分鐘; 第七步限位壓制 將保持架模具從干燥箱內(nèi)取出后放置于實(shí)驗(yàn)室用壓機(jī)中對(duì)其進(jìn)行限位加壓,并保壓5^8分鐘,所述實(shí)驗(yàn)室用壓力機(jī)的壓力控制在40(T600kg/Cm2,所述的限位加壓是指在壓制過程中用芯子來控制管坯的高度; 第八步燒結(jié)成型 將壓制后的裝填有多孔聚酰亞胺復(fù)合材料的保持架模具進(jìn)行脫模而制得保持架管坯,然后將保持架管坯放入程控式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié),根據(jù)保持架管坯的內(nèi)、外徑尺寸及壁厚大小制定燒結(jié)工藝,按照燒結(jié)工藝燒結(jié)成型,當(dāng)爐溫降為室溫后,取出保持架管坯。
【文檔編號(hào)】B29C67/06GK103507193SQ201310480892
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】王楓, 孫小波, 王子君, 李雪梅, 時(shí)連衛(wèi) 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司
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