[发明专利]改性聚酰亚胺耐磨层的三层复合自润滑滑动轴承及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种滑动轴承，尤其是一种在滑动层面带有改性聚酰亚胺耐磨层的三层复合自润滑滑动轴承及其制作方法。

背景技术

20世纪70年代英国Glacier公司问世DU轴承，是有三层复合材料卷制而成的滑动轴承，在摩擦层衬里层采用聚四氟乙烯(PTFE)和铅(Pb)烧结的混合物，其特点是低摩擦、耐磨损、自润滑，DU轴承的出现替代了传统滑动轴承必须依赖加油润滑，是滑动轴承领域一次颠覆性的革命，大大降低了材料成本，改小了体积，降低了劳动成本和环境污染。DU产品一直延续至今还在用，但DU产品还是存在着很多不足之处，首先它含铅，其次摩擦性能、环境适用性能(耐高温)受到PTFE本身物理性能的限止，在较高的温度和较高的负载工况下难担重负。多年来业内对三层复合的滑动轴承创新的研究没有停止过，而研究的重点是放在无铅和提高摩擦磨损性能、高承载能力及耐高温上。如已授权的ZL 2009 10153447公开了一种“PEEK覆膜高性能滑动轴承及其制造方法”，具有高PV值，抗疲劳性能优良，耐高温，耐磨性能优越的性能，技术方案是：它以钢板为基材，在基材的工作表面按现有技术烧结一层球形青铜粉层，制成多孔铜粉复合板材，其特征是在球形青铜粉层面上复合一层改性聚醚醚酮薄膜通过热压使接触面的熔融状态下互渗镶嵌结合制成改性聚醚醚酮复合板材，再对改性聚醚醚酮复合板材根据滑动轴承的规格按常规工艺进行裁料、卷制加工成滑动轴承。但该轴承还是存在很多不足：①制造工艺过于复杂，要获得高性能滑动轴承第一步是控制好改性PEEK薄膜的生产工艺和质量，保证其性能达到设计要求；第二步是通过温度、压力保证PEEK薄膜和多孔铜粉复合板材的结合强度。所以制作成本大、产量低、产品质量成品率较低、产品的一致性、稳定性还不够好。②性能上还有提升的空间，特别是玻璃转化温度只有143℃，不能适用在高温度300℃工况场合。

发明内容

本发明的主要目的是公开一种改性聚酰亚胺耐磨层的三层复合自润滑滑动轴承及其制作方法。这一产品的成功问世是对传统DU产品新的重大改进和技术提升，不但去掉DU轴承中有害物质——铅，同时也大幅度的提升了轴承的摩擦、磨损性能、承载能力和耐高温性能。对比PEEK覆膜高性能滑动轴承在价格上体现了低成本、高产出，在产品的质量上体现了一致性、稳定性，在性能上得到进一步改善，并且在应用领域上得到进一步的扩大。

本发明耐磨层的主体材料是聚酰亚胺(PI)是一种耐热性高的高分子材料，分子量在10万以上，熔点为388℃，玻璃化转变温度为337℃，经填充改性后在-269℃～+400℃的大范围温度变化内能仍保护较好的物理机械性能，具有优异的电绝缘性、耐磨性、抗高温辐射性能。当聚酰亚胺(PI)树脂与石墨或聚四氟乙烯(PTFE)等材料填充后是一种高性能的自润滑材料。

本发明的改性聚酰亚胺耐磨层的三层复合自润滑滑动轴承是通过如下技术方案来实现的：它是在钢板的一个表面上烧结一层多孔球形青铜粉，其特征是在多孔球形青铜粉层上覆盖一层改性聚酰亚胺耐磨材料制成自润滑滑动轴承的板材，再按常规工艺将自润滑滑动轴承的板材制成轴套状的滑动轴承或轴瓦或止推垫片或滑板或摩擦盘片或球座结构件的制品。

所述的改性聚酰亚胺耐磨材料的原料以重量百分比包括有：聚四氟乙烯10～30％、二硫化钼5～12％、石墨5～12％和余量为聚酰亚胺。

上述改性聚酰亚胺耐磨层的三层复合滑动轴承的生产工艺，其特征包括有下列步骤：

(1)改性聚酰亚胺的糊状物制备：

A.配料：按重量比：聚四氟乙烯10～30％，颗径为3～6μm、二硫化钼5～12％，颗径为5～10μm、石墨5～12％，颗径为5～10μm和余量为固含量15～30％的聚酰亚胺溶液，余量值按溶液中的固含量计算。

B.混合：将上述配料中的聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨均匀混合成混合物；

C.糊状物的制备：在混合物中加入聚酰亚胺溶液一起搅拌均匀，制成改性聚酰亚胺的糊状物；

(2)铜球粉烧结：在钢板上均匀铺上球形青铜粉后按现有技术一起烧结成多孔铜粉复合板；

(3)准备：在使用前将制备好的改性聚酰亚胺的糊状物再次搅拌10min；

(4)涂覆：在预热的多孔铜粉复合板面将制成的改性聚酰亚胺的糊状物采用刮、刷、喷涂的工艺涂覆在多孔铜粉复合板的铜粉面上，糊状物的厚度一般0.08～0.15mm；当需要糊状物的厚度达0.30～0.60mm时，采用将制成的改性聚酰亚胺糊状物经双螺杆挤出机挤出，连续涂敷在多孔铜粉复合板上并刮平；