[发明专利]高性能环保无油润滑材料的配方及其复合板材的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种耐磨材料的配方，以及用此配方生产的采用钢板、铜粉、耐磨材料三层复合而成的高性能环保无油润滑复合板材的制作工艺。

背景技术

在上世纪70年代，用钢板、铜粉、塑料三层复合无油润滑材料的板材制作成滑动轴承，在纺织、印刷、液压等行业应用。在后来的实践中，产品应用领域越来越广，发现的产品缺陷也越来越多，生产企业都各自改良配方和制造轴承工艺。

三层复合材料中表面耐磨层最成熟的配方是45％的聚四氟乙烯(PTFE)加55％的铅(Pb)，产品性能良好，在市场维持较长时间，并逐步进入汽车、电器和航空领域。当时的产品命名为SF-1X三层复合轴承。铅是一种重金属材料，其本身有较好的减摩性能，可以在无油的条件下润滑，并且该材料比重高，在制品中有增强密度的作用，所以，做成三层复合无油润滑材料后有较强的抗疲劳性能，尤其在液压行业使用，更显得质量稳定，能充分满足使用要求。随着社会的进步，人们对环保的要求越来越高，产品中由于所含的铅是有毒物质，所以，这种材料在汽车、食品、制药、家电、健身、办公、饮料等机械制造业中的使用受到排斥或限制，生产企业都着重研究用新材料来取代铅。

现在，一般的替代铅的方法是：加入聚苯硫醚粉体10％-15％；聚苯脂粉体10％-15％；芳纶纤维15％-20％，二硫化钼7％-8％，产品的名称为SF-1W。因为这些材料都是高分子材料，并大多是塑料，在取代铅的过程中，摩擦因数可以达到原来的技术要求，但抗疲劳性能却大大降低，而且其产品随温度的变化而性能也较不稳定。因此，寻找一种能替代铅，并且承载能力强，温差稳定性好，又无毒的材料是当前复合轴承材料亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决完全取代铅，不仅达到环保要求，更要使产品性能超过原来的PTFE45％加Pb55％的配方，提供一种耐高压能力和抗疲劳能力、耐冲击能力和减摩性能好的高性能环保无油润滑材料的配方，并且用此配方生产出钢板、铜粉、以塑料为主耐磨层的三层复合而成的高性能环保无油润滑复合板材，为制作无油润滑轴承提供原材料。

高性能环保无油润滑材料的配方按重量百分比计为：聚酰亚胺(Pi)6-12％、芳纶纤维(Kevlar)6-12％，聚苯酯(Ekonol)3-6％、二硫化钼(MoS₂)6-12％、锡青铜(CuSn10)6-12％，其余为聚四氟乙烯(PTFE)。

应用高性能环保无油润滑材料的配方生产高性能环保无油润滑复合板材的制作工艺流程如下：

A、选用牌号为SPCC或ST12的钢卷带或钢板作为材料基板，在基板上镀铜；

B、在镀铜的基板上烧结无铅球形青铜粉厚度为0.20～0.35mm，无铅球形青铜粉的球径为70～120μm，烧结炉采用隧道式氢氮混合气氛保护炉，氢气为30～35％，氮气为65～70％，要求露点不低于-60℃，烧结温度在890～910℃，时间为15～30分钟；

C、按重量百分比：聚酰亚胺(Pi)6-12％、芳纶纤维(Kevlar)6-12％，聚苯酯(Ekonol)3-6％、二硫化钼(MoS₂)6-12％、锡青铜(CuSn10)6-12％，其余为聚四氟乙烯(PTFE)，的配方要求配置高性能环保无油润滑耐磨层的粉料：

D高速混料，将配比好的聚酰亚胺、芳纶纤维、聚苯酯、二硫化钼、锡青铜粉料一起加入混料机进行搅拌三次，每次2～4分钟，每次结束进行筛分将集聚的粉料捣碎，保证搅拌均匀，成混合的粉料；

E湿混，在将含固量为≥56％的聚四氟乙烯乳液、混合的粉料倒入搅拌机容器，加入5～10％的乙醇后进行搅拌，时间为3～6min制成细颗粒的糊状料；

D、铺轧，通过铺料机将细颗粒的糊状料均匀撒在烧结有无铅球形青铜粉的材料基板表面，通过辊轧机将细颗粒的糊状料均匀复合在无铅铜粉烧结层的空隙中及表面，塑料层厚度为0.015～0.035mm，制成坯板；

E、烘干，将坯板在温度220～250℃的环境下烘干，烘干时间为20-35分钟，使坯板表面充分干燥；

F、烧结，在有氮气体保护的烧结炉中对烘干后的坯板烧结，烧结先后经过预热、加温、保温三个流程；烧结加热温度380-390℃，总时间45-75min，其中烧结预热温度的时间为6～9min；炉膛采用氮气作为保护气体防止材料在烧结时发生氧化，其纯度为99.95％以上，露点不低于-60℃；

G、精轧，将烧结完成后的坯板轧制成品板材要求。