[发明专利]一种液压缸支承环及其制备方法

说明书

本发明涉及一种液压缸支承环，包括同轴套设的内环和外环；所述内环为第一粉末烧结体；所述第一粉末烧结体由第一粉末组合物热压烧结而成，所述第一粉末组合物包括：铁粉100份，电解铜粉20‑23份，石墨粉0.5‑1份，碳化钨粉2‑3份，过渡金属二硫化物粉3‑4份，硬脂酸锌2‑3份；所述外环为第二粉末烧结体；所述第一粉末烧结体由第一粉末组合物热压烧结而成，所述第二粉末组合物包括：聚四氟乙烯粉100份，碳纤维粉1‑1.5份，过渡金属二硫化物1‑2份，青铜粉10‑15份。

技术领域

本发明属于工程机械领域，具体涉及一种液压缸支承环及其制备方法。

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能的能量转换装置，是液压传动系统的执行元件。因其结构简单、工作可靠性高、传动平稳，被广泛应用于工程机械。

支承环，又称支撑环、导向带，通常安装在液压缸活塞密封和活塞杆密封处，主要作用是引导活塞和活塞杆做直线运动，防止活塞、活塞杆因偏载导致密封件受到过分挤压导致密封快速失效从而造成液压油泄露。

图1示出一个液压缸的示意图。支承环1可以安装在油缸活塞2上，用于防止活塞2与缸筒3之间在运动过程中的接触摩擦磨损，支承环1可以安装在导向套4上，防止活塞杆5与导向套4之间在运动过程中的接触摩擦磨损。支承环1还能够吸收作用于液压油缸的径向负载力F，确保液压油缸的运动精度。油缸作业时，支承环1与油缸缸筒3和活塞杆5产生滑动摩擦磨损，在径向负载力F作用下，支承环1受力增加，滑动摩擦力变大，容易导致油缸出现抖动、爬行现象，影响油缸的运动精度。

聚四氟乙烯是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物，简称PTFE。聚四氟乙烯材料具有优异的抗酸碱、抗油、耐老化、耐高低温特性以及极低的摩擦系数，是用作密封的理想材料。但由于纯聚四氟乙烯的硬度低、机械强度低，在外力作用下会产生较大的粘弹性变形，易发生蠕变等，从而限制了聚四氟乙烯在高承载工况下的应用。

发明内容

发明人发现，为了弥补PTFE机械性能上的不足，现有技术多采用填充剂进行改性处理。申请号为201110142142.8的发明专利《高承载低摩擦系数聚四氟乙烯摩擦材料及其制造工艺》采用聚对羟基苯甲酸苯酯、膨胀石墨、玄武岩纤维等对聚四氟乙烯进行改性，获得了高承载低摩擦系数的聚四氟乙烯材料，在拉伸强度、球压痕硬度、耐磨性等方面都有明显的进步，可以满足苛刻的铁路货车转向架、滑动回转支承等工业和运输领域的应用需求。该发明专利聚四氟乙烯的含量为64.95％-93.99％，在材料中为连续相，虽然配方中采用的玄武岩纤维、膨胀石墨等材料有一定的抗蠕变效果，但是长时间高负载工况会加速材料蠕变过程，导致材料失效。

申请号为200510095700.4的发明专利《高耐磨聚四氟乙烯复合材料及其制备方法》采用聚丙烯腈粉末、非金属氧化物、金属氧化物等填充物对聚四氟乙烯进行填充，得到耐磨性好、摩擦系数小、耐高温改性材料。虽然该专利采用的粉体填充物可以有效提升聚四氟乙烯的耐磨性能，但并未改进聚四氟乙烯的机械强度和承载性能，不适用于高承载工况。

申请号为201721371332.6的发明专利《一种钢衬聚四氟乙烯密封体》提出一种由金属外壳和内侧面的聚四氟乙烯组成的密封体，其中聚四氟乙烯由金属网格层、聚四氟乙烯外层、金属丝缠绕层、聚四氟乙烯薄膜层等组成，通过多种手段避免了聚四氟乙烯与金属的热膨胀系数差异，提高了其耐负压的能力。该专利使用金属网格层、缠绕层、薄膜层等多层材料复合，能够在一定程度上提升其抗压强度，但是该方法制备工艺复杂，存在着多个异种材料相互作用的界面，界面结合效果难以保证。

上述案例经过配方改性或内衬钢丝增强，虽然提高了聚四氟乙烯的承载性能，但是聚四氟乙烯本体容易发生蠕变的本质没有改变，长时间后仍会在高负载下发生蠕变导致挤出失效，降低使用寿命。