[发明专利]聚合物金属耐磨自润滑复合材料、生产方法及导轴承

权利要求书

1.一种聚合物/金属耐磨自润滑复合材料，其特征在于：所述复合材料包括金属层；与所述金属层的至少一面接合的聚合物层；所述聚合物层组分至少包括聚合物50～80重量份、偶联剂处理过的六钛酸钾晶须10～30重量份、固体润滑剂10～20重量份、加工助剂；所述聚合物为聚甲醛、聚醚醚酮、60wt%聚醚醚酮与40wt%聚醚砜的混合物或50wt%聚苯硫醚与50wt%聚醚砜的混合物；所述固体润滑剂至少包括石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯中的一种；所述加工助剂至少包括0.1～0.3重量份分散剂、0.1～0.3重量份抗氧剂；所述金属层与聚合物层的接合面在第一方向具有至少一直槽，在与所述第一方向的交叉方向具有至少一横槽、斜槽或螺旋型槽。

2.根据权利要求1所述的聚合物/金属耐磨自润滑复合材料，其特征在于：所述直槽、横槽或斜槽的深度为0.5～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的聚合物/金属耐磨自润滑复合材料，其特征在于：所述偶联剂为KH550或KH570，其用量为所述钛酸钾晶须的1wt%～3wt%。

4.根据权利要求1所述的聚合物/金属耐磨自润滑复合材料，其特征在于：所述聚合物包含聚甲醛时，所述加工助剂还包括0.1～0.3重量份吸醛剂。

5.一种聚合物/金属耐磨自润滑复合材料的生产方法，其特征在于：所述复合材料包括金属层；与所述金属层的至少一面接合的聚合物层；所述聚合物层组分至少包括聚合物50～80重量份、偶联剂处理过的六钛酸钾晶须10～30重量份、固体润滑剂10～20重量份、加工助剂；所述聚合物为聚甲醛、聚醚醚酮、60wt%聚醚醚酮与40wt%聚醚砜的混合物或50wt%聚苯硫醚与50wt%聚醚砜的混合物；所述固体润滑剂至少包括石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯中的一种；所述加工助剂至少包括0.1～0.3重量份分散剂、0.1～0.3重量份抗氧剂；所述金属层与聚合物层的接合面在第一方向具有至少一直槽，在与所述第一方向的交叉方向具有至少一横槽、斜槽或螺旋型槽，生产过程至少包括以下步骤：

a）将钛酸钾晶须1wt%～3wt%的偶联剂水解，制得的偶联剂水解液与钛酸钾晶须均匀拌合，拌合物烘干，得到偶联剂处理过的钛酸钾晶须； 

b）将聚合物50～80重量份、偶联剂处理过的六钛酸钾晶须10～30重量份、固体润滑剂10～20重量份、以及加工助剂进行配料； 

c）采用混料机混料均匀，混合均匀后在不超过110℃的温度下烘干；

d）经双螺杆进行挤出、切粒后，烘干待用；挤出温度取聚合物基体的熔融温度以上20～40℃，同时考虑其分解温度，容易分解的聚合物取下限值；

e）金属层加工，加工成符合所需尺寸和结构要求的金属件；

f）金属件预热；

g）将金属件装入模具之中，进行注塑加工或模压加工，注塑温度取聚合物基体的熔融温度以上30～50℃；

h）制品脱模后进行50～60℃、2～3h的后处理。

6.根据权利要求5所述的聚合物/金属耐磨自润滑复合材料的生产方法，其特征在于：所述聚合物包含聚甲醛时，所述加工助剂还包括0.1～0.3重量份吸醛剂。

7.一种导轴承，其特征在于：所述导轴承包括外部金属层；与所述金属层内表面接合的聚合物层；所述聚合物层组分至少包括聚合物50～80重量份、偶联剂处理过的六钛酸钾晶须10～30重量份、固体润滑剂10～20重量份、以及加工助剂；所述聚合物为聚甲醛、聚醚醚酮、60wt%聚醚醚酮与40wt%聚醚砜的混合物或50wt%聚苯硫醚与50wt%聚醚砜的混合物；所述固体润滑剂至少包括石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯中的一种；所述加工助剂至少包括0.1～0.3重量份分散剂、0.1～0.3重量份抗氧剂；所述金属层与聚合物层的接合面在轴向具有至少一直槽，在所述金属层圆周方向具有螺纹槽。

8.根据权利要求7所述的导轴承，其特征在于：所述聚合物为聚甲醛，所述加工助剂还包括0.1～0.3重量份吸醛剂，所述导轴承应用于中轻载、中低速导轴承；适用于工作温度低于120℃的环境。

9.根据权利要求6所述的导轴承，其特征在于：所述聚合物为聚醚醚酮、60wt%聚醚醚酮与40wt%聚醚砜的混合物或50wt%聚苯硫醚与50wt%聚醚砜的混合物，所述导轴承应用于重载、中高速导轴承；适用工作温度不高于280℃的环境。