[发明专利]工程塑料关节轴承外壳材料、内球材料及其成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种关节轴承材料，特别是工程塑料关节轴承材料，还涉及关节轴承的成型方法。

背景技术

关节轴承由内球和外壳两部分组成，内球和外壳的滑动接触表面为球面，主要适用于摆动运动、倾斜运动和旋转运动，是一种球面滑动轴承。

文献“专利号为5,129,148的美国专利”公开了一种非金属的塑料杆端关节轴承。树脂基体为石墨和陶瓷改性的环氧树脂或聚酰亚胺树脂，同时采用玻璃纤维或碳纤维增强，采用模压三步法成型出杆端关节轴承。即先模压成型内球，再模压成型中间过渡圆环，最后模压外壳。该文献公开的非金属塑料杆端关节轴承的缺点是：树脂基体为热固性树脂，而且采用模压成型，不仅成型工序多，而且效率低。如模压成型单件产品时间为30min。

文献“专利号为ZA9703396的欧洲专利”公开了一种塑料杆端关节轴承，该塑料杆端关节轴承的外壳材料为纤维增强的聚合物，内球材料为润滑剂改性的聚合物。其缺点是：其一外壳材料中不含固体润滑剂，内球在外壳中旋转时摩擦系数高。其二是内球和外壳材料可能是同一种聚合物，熔点相同，在注射外壳时内球表面会被熔融，造成内球在外壳中无法自由旋转。

发明内容

为了克服现有技术中轴承材料摩擦系数高以及内球在外壳中旋转不灵活的不足，本发明提供一种工程塑料关节轴承外壳材料，通过添加固体润滑剂，可以降低内球在外壳中旋转时摩擦系数。

本发明还提供一种工程塑料关节轴承内球材料，通过添加单一或组合的固体润滑剂，形成多种与外壳材料配合的方式，可以保证内球在外壳中自由旋转。

为了克服现有技术模压成型效率低的不足，本发明还提供一种工程塑料关节轴承的成型方法，通过先注射成型内球然后注射成型外壳的二步法，可以提高生产效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种工程塑料关节轴承外壳材料，其特点是含有重量份为58.2～66.0的聚酰胺6，重量份为28.3～38.8的玻璃纤维，重量份为2.4～4.7的MoS₂，重量份为0.4～0.6的分散剂TAT，重量份为0.1～0.2的抗氧剂168以及重量份为0.1～0.2的抗氧剂1010。

一种工程塑料关节轴承内球材料，其特点是含有重量份为92.0～95.5的聚酰胺66，重量份为2.5～4.8的固体润滑剂，重量份为1.5～2.4的增容剂POE-g-MAH，重量份为0.4～0.6的分散剂TAT以及重量份为0.1～0.2的抗氧剂1098。

所述的固体润滑剂是PTFE、NaSt、硅酮粉的任一种，或者是其组合。

一种工程塑料关节轴承的成型方法，其特点是包括以下步骤：先注射内球，然后将内球作为嵌件放入外壳模具，再进行外壳的注射成型，将注射成型后的工程塑料关节轴承放入鼓风烘箱中，升温至90℃保温0.5h，再升温至110℃保温0.5h，再升温至120℃保温1.5h，自然冷却至室温。

本发明的有益效果是：

1、由于内球材料中含有高达92.0％～95.5％的聚酰胺66，外壳材料中含有高达58.2％～66.0％的聚酰胺6，聚酰胺66的熔融温度255～265℃，聚酰胺6熔融温度215～225℃，两者熔点相差30℃以上，保证了在注射外壳时内球不会被熔融；

2、由于内球材料和外壳材料均含有固体润滑剂，降低了塑料轴承的摩擦系数，提高了耐磨性，实现了塑料轴承内球在外壳中的自润滑；

3、外壳材料聚酰胺6采用28.3％～38.8％玻璃纤维增强，收缩率低于0.5％～0.6％，内球材料不含玻璃纤维，收缩率高于1.6％～2.4％，减少了外壳对内球的包紧力，增加内球的旋转灵活性；

4、由于采用注射成型塑料关节轴承，生产效率由现有技术成型单件产品时间的30min提高到1min；还由于对注射成型的关节轴承进行了后处理，不仅降低了轴承的内应力，而且进一步改善了内球在外壳中的旋转灵活性。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明工程塑料关节轴承外壳材料制备方法流程图。

图2是本发明工程塑料关节轴承内球材料制备方法流程图。

图3是本发明工程塑料关节轴承的注射成型方法流程图。

图4是本发明工程塑料关节轴承的成型方法中后处理工艺流程图。

具体实施方式

实施例中的外壳和内球材料的配比见表1和表2，实施例中关节轴承的外壳和内球组合方式见表3。

表1实施例中的外壳材料的配比

表2实施例中内球材料的配比