一种改性聚醚酮类塑料复合材料滑动轴承及其制造方法与流程

本发明属于轴承制造，具体地说，它涉及一种改性聚醚酮类塑料复合材料滑动轴承及制造方法。

背景技术：

1、聚醚酮类塑料（包括聚醚醚酮peek、聚醚酮pek、聚芳醚酮paek等）作为一种高分子材料具有高强度、韧性好、热稳定、耐磨等特点。经过改性之后的材料更适用于磨损/摩擦、重载负荷、高温、高速、自润滑、高使用寿命的轴承材料。

2、然而，目前聚醚酮类塑料制成的滑动轴承的复合工艺，普遍采用在金属轴承基体表面加工沟槽来复合改性聚醚酮类塑料的方法，或者采用在金属轴承基体表面焊接铜粉或金属丝网再进行聚醚酮类塑料的复合。由于各种材料的线膨胀系数差异较大，当温度和工作压力变化时，内部应力变化较大，在轴承载荷较大或震动较大的情况下容易使两者脱开。另外，这种结构，由于塑料层的厚度不同，在热变形情况下塑料表面容易产生波纹。

技术实现思路

1、本发明目的是，提供一种改性聚醚酮类塑料复合材料滑动轴承及其制造方法，给出了制造改性聚醚酮类塑料复合滑动轴承的新型结构和该轴承的最佳工艺，克服了现有技术各种材料的线膨胀系数差异大，当温度变化时内部应力变化较大，在轴承载荷较大或震动较大的情况下容易使两者脱开或材料自身龟裂的缺点。

2、本发明为一种改性聚醚酮类塑料复合材料滑动轴承包括轴承基体（1）、复合轴承面（2）。

3、所述的轴承基体（1）采用金属材料制成。

4、所述的复合轴承面（2）包括改性聚醚酮类塑料（3）和金属丝层（4）。

5、所述的金属丝层（4）是由金属丝绕成弹簧压制成的具有一定孔隙率的弹簧垫，其包括金属丝与改性聚醚酮类塑料复合层（5），和金属丝与焊料复合层（6），用钎焊方法牢固的焊接在轴承基体（1）表面。

6、所述的改性聚醚酮类塑料（3）包括改性peek（聚醚醚酮）、改性pek（聚醚酮）和改性paek（聚芳醚酮）其中的一种。

7、所述的金属丝与聚醚酮类塑料复合层（5）在压制时需要对金属丝与焊料复合层（6）部分用金属粉末或无机材料粉末进行填充封堵。

8、根据以上所述的一种改性聚醚酮类塑料滑动轴承的制造方法，其包括以下步骤：

9、①改性聚醚酮类塑料配制：

10、a、改性聚醚醚酮（peek）按重量百分比peek 60-80%、ptfe 5-15%、碳纤维10-30%；

11、b、改性聚醚酮（pek）按重量百分比pek 60-80%、芳纶纤维20-40%；

12、c、改性聚芳醚酮（paek）按重量百分比paek 70-80%、碳纤维（或玻璃纤维）20-30%；

13、上述改性复合材料a、b、c的其中的一种制成改性聚醚酮类塑料(3)；

14、②将直径0.35-0.5 mm的金属丝缠绕成直径为3-5 mm、螺距为3-5 mm、长度为25-40 mm的弹簧，将弹簧均匀铺在模腔内，在压力机上压制成孔隙率为55-70%的金属丝垫，厚度为5-7 mm，成型压力为9-12 mpa，再将金属丝垫取出备用；

15、③将金属粉末（或无机材料粉末）均匀铺在模具腔内，厚度为1-3 mm，然后放入压制备用的金属丝垫，在压力机上用15-25 mpa的压力将填充粉末与金属丝垫压到一起，使金属丝垫从底部至上1-3 mm部分孔隙填满，防止在热压时聚醚酮类塑料完全渗入金属丝层。再将混合后的改性聚醚酮类塑料粉末均匀铺在金属丝垫上，在压力机上用40-50 mpa的压力压制成型；

16、④将压制成型的复合轴承面连同模具一起加热至380-400℃，恒温4-7小时。使聚醚酮类塑料进行塑化，并使塑料牢固的渗透并熔化在金属丝垫内部形成塑料复合层（5）；

17、⑤恒温结束将模具放置在压力机上缓慢施压至2-4 mpa，当模具温度降到320-325℃时继续施压至9-11 mpa保压，自然降温至130-140℃时打开模具取出复合轴承面（2），将填充粉末清理干净。

18、⑥将粗加工后的金属轴承基体（1）加热到300-350℃恒温1-2小时后取出放在压力机上。将制备完成的复合轴承面（2）金属丝部分浸满焊料形成金属丝与焊料复合层（6）后,放在金属基体表面用4-7 mpa压力施压。保压至自然降温到室温取出；

19、本发明的特点是，金属丝层起到连接作用，并能有效地吸收由于各种材料线膨胀系数的差异而产生的应力变化，从而避免改性聚醚酮类塑料与轴承基体的脱开和自身的龟裂。

技术特征：

1.一种改性聚醚酮类塑料复合材料滑动轴承，它由轴承基体（1）、复合轴承面（2）组成，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种改性聚醚酮类塑料复合材料滑动轴承，其特征在于：改性聚醚酮类塑料（3）包括改性peek（聚醚醚酮）、改性pek（聚醚酮）和改性paek（聚芳醚酮）其中的一种。

3.根据权利要求书1所述的一种改性聚醚酮类塑料复合材料滑动轴承，其特征在于：金属丝与聚醚酮类塑料复合层（5）在压制时需要对金属丝与焊料复合层（6）部分用金属粉末或无机材料粉末进行填充封堵。

4.根据权利要求1至权利要求3所述的一种改性聚醚酮类塑料复合材料滑动轴承的制造方法，其特征是包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种改性聚醚酮类塑料复合材料滑动轴承及其制造方法，它由轴承基体（1）、复合轴承面（2）组成。所述的轴承基体（1）由金属材料制成。所述的复合轴承面（2）包括改性聚醚酮类塑料（3）和金属丝层（4），所述的金属丝层（4）是由金属丝绕成的弹簧压制成的具有一定孔隙率的弹簧垫，其包括金属丝与改性聚醚酮类塑料复合层（5），和金属丝与焊料复合层（6），用钎焊方法牢固的焊接在轴承基体（1）表面。本发明的特点是金属丝层起到连接作用，并能有效地吸收由于各种材料线膨胀系数的差异而产生的应力变化，从而避免改性聚醚酮类塑料与轴承基体的脱开和自身的龟裂。

技术研发人员：柳盛春,王建武,李文山
受保护的技术使用者：辽源市科学技术研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14