[发明专利]自润滑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明自润滑材料及其制备方法，具体的说，涉及一种针对滑动轴承等减摩耐磨机械零件的聚合物基自润滑复合材料及其制备方法。

背景技术

随着经济、技术与生态方面的原因，自润滑材料在轴承领域的应用是目前的发展趋势，由于自润滑材料轴承无需油脂润滑，无需设计润滑系统，从而使机械部分的设计大大简化。近年来，随着国际环境体系标准(ISO14000)的推广，人们对工作环境提出了新要求，洁净工作受到青睐，传统的使用油脂润滑的机械设备受到挑战，尤其在食品加工、核电以及航空航天工业等行业中，自润滑轴承已经成功地全部或部分取代油脂润滑的滚动轴承。但是自润滑轴承在使用过程中都存在摩擦大、使用寿命低的缺点。为了克服上述缺点，国内外都相继推出了大量减摩的自润滑材料，如聚四氟乙烯、聚甲醛复合材料、油尼龙、聚醚醚酮复合材料及超高分子量复合材料等，这些复合材料都具备摩擦系数小的优点，但是耐磨性也低，应用范围受到限制，如专利号ZL2005100943548低摩高耐磨性的聚四氟乙烯复合材料及制备方法，由聚四氟乙烯、纳米氧化铝、二硫化钼制得，其互相的配置比例产生的协同效应具备一定的减摩的作用，但是产生主要减摩作用的二硫化钼没能完全发挥其作用，最致命的是整个材料的抗压强度不够磨损寿命短，很多地方都不能使用，特别是在较重或重型载荷下，如滑动轴承以及以镶嵌或衬垫等各类方式在各类关节轴承中应用的零件，有非常大的局限性，实用性很差。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种摩擦系数小，同时抗压强度高，摩擦磨损寿命提高了20％的自润滑复合材料。

本发明的目的之二在于提供一种制备自润滑复合材料的方法。

本发明一种自润滑复合材料，其关键在于由以下重量百分数含量原料组成：聚四氟乙烯71～80；纳米氧化铝5～10；纳米二氧化硅2～7；二硫化钼2～5；石墨1～5。

自润滑复合材料优化重量份数原料组成：聚四氟乙烯71～75 纳米氧化铝7～9 纳米二氧化硅4～6 二硫化钼2～4 石墨2～4

添加重量份数1～5的石墨与二硫化钼会产生协同效应，更加充分的发挥二硫化钼的减小摩系数的作用。

添加纳米二氧化硅的作用在于大大提高抗压强度，完全改变了整个材料的在抗压耐磨方面的性能。

自润滑复合材料的制备方法，其关键在于：先按重量份数配制聚四氟乙烯71～80；纳米氧化铝5～10；纳米二氧化硅2～7；二硫化钼2～5；石墨1～5，然后将配置好的原料在100～150℃烘干1～3小时，通过机械高速搅拌器充分混合后，填入模具型腔中，加压压制成型；最后在烧结炉中加热到370～390℃，保温1～3小时，随炉冷却后制得。

有益效果：

本发明组成成分的重量份数为：聚四氟乙烯71～80；纳米氧化铝5～10；纳米二氧化硅2～7；二硫化钼2～5；石墨1～5。添加了石墨1～5使得干滑动摩擦系数进一步降低，同时添加纳米二氧化硅2～7带来了很好的效果，使得抗压强度和摩损寿命提高了20％。使其能在较重或重型载荷下，具有优异的承载能力和自润滑性，用以制造滑动轴承等零件。特别是以镶嵌或衬垫等各类方式在各类关节轴承中的应用具有十分广阔的前景。

具体实施方式

实施例1

先按重量份数聚四氟乙烯71；0.5微米的纳米氧化铝10；0.1微米的纳米二氧化硅7；二硫化钼2；石墨1配置好，然后在100℃烘干3小时，通过机械高速搅拌器充分混合后，填入模具型腔中，加压压制成型；最后在烧结炉中加热到370℃，保温3小时，随炉冷却后制得。

实施例2

先按重量份数聚四氟乙烯80；0.5微米的纳米氧化铝5；0.5微米的纳米二氧化硅2；二硫化钼5；石墨5配置好，然后在150℃烘干1小时，通过机械高速搅拌器充分混合后，填入模具型腔中，加压压制成型；最后在烧结炉中加热到390℃，保温1小时，随炉冷却后制得。

实施例3

先按重量份数聚四氟乙烯75；0.5微米的纳米氧化铝7；0.3微米的纳米二氧化硅5；二硫化钼3；石墨3配置好，然后在120℃烘干2小时，通过机械高速搅拌器充分混合后，填入模具型腔中，加压压制成型；最后在烧结炉中加热到380℃，保温2小时，随炉冷却后制得。