[发明专利]一种界面自适应调控的聚四氟乙烯基自润滑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及自润滑复合材料技术领域，尤其涉及一种界面自适应调控的聚四氟乙烯基自润滑复合材料。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)具有摩擦系数低、自润滑、化学稳定性高、耐高低温性能好等优点，是当今机械工业、汽车工业、食品工业、仪器仪表、航天航空等重要的减摩材料。尽管PTFE具有性能优异，但也存在一些缺点，尤其是耐磨性能较差。通常需要利用金属氧化物、玻璃纤维、纳米陶瓷颗粒等进行填充改性，提高其耐磨性，该方法已获得大规模的应用，但是在摩擦界面的自我调控方面尚待加强。

发明内容

本发明提出了一种界面自适应调控的聚四氟乙烯基自润滑复合材料及其制备方法，所得产品摩擦系数小，耐磨性好，在摩擦时，能够根据实际工况自适应调节其界面转移膜的形成，达到摩擦所需的最佳条件。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明界面自适应调控的聚四氟乙烯基自润滑复合材料，其特点在于：所述复合材料的各原料按质量百分数的配比为：

FeNi合金1-40％；

聚四氟乙烯50-98％；

其他填料1-10％；

所述其他填料包括石墨、MoS₂或氧化物填料中的一种或者多种。

优选地，所述复合材料的各原料按质量百分数的配比为：

FeNi合金1-20％；

聚四氟乙烯72-97％；

其他填料2-8％；

更优选地，所述复合材料的各原料按质量百分数的配比为：

FeNi合金15％；

聚四氟乙烯80％；

其他填料5％。

优选地，所述FeNi合金和其他填料的颗粒度为30-500目，更优选的，所述FeNi合金和其他填料的颗粒度为100-200目。

本发明还提出了上述界面自适应调控的聚四氟乙烯基自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、称量：按配比称取各原料；

S2、混料：将各原料混合均匀，得到混合料；

S3、冷压：将所述混合料放入压制模具中，然后将压制模具放入液压机，在55-65MPa范围内保压6-10min成型，卸压后得到冷压件；

或将所述混合料铺覆在双金属板材上，根据具体产品要求，进行板材自动轧制辊压成型，获得冷压件；

S4、烧结：将所述冷压件放入烧结炉，在N₂的保护下，升温至220-260℃，保温15-25min，再升温至300-340℃，保温20-35min，最后升温至380-400℃，保温180-220min后，降至室温，所得烧结件即为所述界面自适应调控的聚四氟乙烯基自润滑复合材料。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明通过添加FeNi合金填料，使得复合材料在摩擦过程中能够发生摩擦诱导磁化，这一效应是随摩擦条件改变的，同时利用这一效应能够有效地促进摩擦界面转移膜的形成，从而表现为自适应方式的PTFE复合材料的摩擦磨损性能的稳定与改良，是PTFE复合材料高性能化的一种新途径。

本发明的复合材料具有优异的摩擦学特性，在摩擦时，能够根据实际工况自适应调节其摩擦界面转移膜的形成，达到摩擦所需的最佳条件，运行稳定，能适应于轻载和中载条件，可以制作滑动减摩零部件、滑动轴承、密封件等，可以应用于机械、石油化工、航空航天等领域。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明所述界面自适应调控的PTFE基自润滑复合材料的技术方案作详细说明。

实施例1

本实施例界面自适应调控的聚四氟乙烯基自润滑复合材料的各原料按质量百分数的配比为：FeNi合金1wt％、聚四氟乙烯95wt％、MoS₂4wt％；其中，FeNi合金和MoS₂的颗粒度为400目。

本实施例界面自适应调控聚四氟乙烯基自润滑复合材料是按如下步骤进行制备：

S1、称量：按配比称取各原料；

S2、混料：将S1中称量的各原料混合均匀，得到混合料；

S3、冷压：将S2中得到的混合料放入压制模具，将压制模具放入液压机，在室温下，以5MPa/min的速率升压至55MPa后保压10min，以15MPa/min的速率卸压后得到冷压件；