[发明专利]定形复合材料及其制造方法

说明书

技术领域

本内容一般涉及复合材料，更具体地，涉及形成定形的复合材料的方法。 

背景技术

长期以来，复合材料一直用于各种应用。特别是近来，复合材料用作轴承。一般而言，轴承是用于减小摩擦力的机械部件。就根据轴承减小的摩擦力的特性而言，轴承一般属于两大类，线形轴承或径向轴承。线形轴承或推力轴承用于具有沿直线运动的应用，如移动抽屉进出。径向或旋转轴承用于涉及绕中心轴运动的应用，如在轴上的轮子。另外，一些轴承设计成能对付推力和径向负荷。 

依据适当降低摩擦所需的轴承类型，可以使用各种类型的材料。实际上，根据应用的要求和预期的负荷，轴承材料的范围可以是从塑料、金属，到甚至是陶瓷。最新进展提供了新型的轴承，其称作自润滑轴承，这类轴承可以用于更高要求的环境，如汽车的高温环境。所使用的材料类型能促进这些轴承的自润滑性。一些普通的自润滑材料包括各种聚合物、石墨或 (石墨/金属合金)以及二硫化钼(MoS₂)。自润滑轴承不需要润滑油或者需要很少的润滑油，并且一般不会象依赖传统补充润滑的传统轴承那样快速磨损而劣化。 

用于形成轴承的方法可依据轴承的形状的复杂性以及进行成形的材料而变化，但是一般包括模塑、铸造或冲压操作。具有较复杂结构的轴承一般是通过模塑或铸造方法形成。结构不太复杂的轴承通常是利用如冲压操作的成形方法形成，冲压操作能从大片材料快速得到所需形状。但是，从最终产品的成本来看，这些方法都不够经济。 

因此，工业上仍需要进行改进，以制造高性能的复合材料，如用于轴承应用的那些材料，就这一点而论，工业上还需要利用更低成本高利润的高效加工来形成高性能复合材料的方法。 

发明内容

根据第一方面，揭示一种包括以下步骤的方法：提供由具有主表面的基本刚性基材和覆盖在该基材的主表面上的聚合物构成的复合带，并用心轴对该复合带进行成形。将该复合带成形为基本由心轴形状限定的形状的定形复合片，使得在成形步骤，复合带的主表面基本保持在一个平面上。 

根据第二方面，提供一种复合垫片，该复合垫片包含由基本刚性基材和覆盖在该基材上的聚合物层压材料构成的复合材料。该复合材料具有开孔的环状结构，其外径不大于约5.1厘米，成形限值(forming threshold)不大于约1.5。 

根据第三方面，提供一种复合垫片，该复合垫片包含由金属和覆盖在金属上的聚合物层压材料构成的复合材料。该复合材料具有开孔的环状结构，其外径大于约5.1厘米，成形限值不大于约1.25。 

附图说明

参见附图，能更好地理解本发明，本发明的许多特征和优点对本领域的技术人员而言将是显而易见的。 

图1示出按照特定实施方式的方法的流程图。 

图2示出按照特定实施方式的复合开缝垫圈。 

在不同附图中使用相同的附图标记来表示类似或相同的事项。 

具体实施方式

根据第一方面，揭示一种包括以下步骤的方法：提供由具有主表面的基本刚性基材和覆盖在该基材的主表面上的聚合物构成的复合带。该方法还包括用心轴复合物对该复合带进行成形，形成具有基本由该心轴形状限定的形状的定形复合片，使得在成形步骤，复合带的主表面基本保持在一个平面上。 

参见图1，图1是一流程图，示出按照一个实施方式对复合材料进行成形的无屑或接近无屑的成形技术的各步骤。根据图1，该方法的开始是提供包含基本刚性基材和聚合物覆层的复合带。在一个实施方式中，基本刚性基材包括金属、金属合金或它们的组合。适用于基本刚性基材的金属包括易弯金属，例如，铝、铁、铜、其他过渡金属，或它们的合金。另外，根据特定的实施方式，基本刚性基材是由编织的金属网构成。 

再关于该复合材料，基本刚性基材一般可以成形为具有主表面的带材。根据一个实施方式，复合带的长宽比不小于约5∶1。根据另一个实施方式，长宽 比可以较大，如不小于约6∶1或约8∶1。另外，根据特定的实施方式，所述复合带的长宽比不小于约10∶1。如本文中所用，术语“长宽比”定义为基材的最长尺寸(长度)与次长尺寸(宽度)的比值。基材的主表面是由长度和宽度尺寸限定的平面。因此，基材的最短尺寸是厚度，根据一个实施方式，复合带的厚度不大于约5.0毫米，如不大于约4.0毫米，甚至不大于约3.0毫米。复合带的总厚度部分取决于基本刚性基材的厚度，根据一个实施方式，基本刚性基材的厚度不大于3.0毫米，如不大于约1.0毫米，甚至不大于约0.5毫米。