[发明专利]一种自润滑复合材料的微波烧结方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自润滑复合材料的微波烧结方法，尤其适用于汽车、矿山机械、纺织机械、农用机械、化工机械、医疗设备、办公设备等工业领域自润滑轴承、摩擦副配偶件、高级密封环等零件复合材料的制备。 

背景技术

自润滑复合材料一般以钢板为基体，青铜粉末为中间层，PTFE(聚四氟乙烯)等塑料为表面层，是制造无油润滑轴承、摩擦副配偶件、高级密封环等的好材料。该种材料能够承受的最高应力达140MPa，使用温度范围为-195℃～270℃。由该种材料制造的无油润滑轴承在汽车、矿山机械、纺织机械、农用机械、化工机械、医疗设备、办公设备等工业领域的应用颇为广泛。 

目前，自润滑复合材料的制备大都采用电阻丝加热的网带式烧结炉，由于电阻丝加热的网带式烧结炉炉体较长，至少有5米到20余米，因此设备宠大，占地面积大，调试困难，难以保证足够的烧结精度；另外炉内温度控制困难，实际温度难以检验；再就是耗电量大，成本昂贵；日常保养维护耗废较大。 

发明内容

本发明的目的是针对已有技术存在的题，提供一种方法简便，易调试，烧结快速，精度高，结构紧凑，占地面积小，温度控制方便，节能，成本低的自润滑复合材料的微波烧结方法。 

本发明的自润滑复合材料的微波烧结方法： 

a、将附着有青铜粉末的基体钢板置入微波炉的专用烧结炉膛内，在氮气氢气组合气氛中，微波主频率为2450MHz，在一定微波功率下预烧结，并在一段时间内使温度达到一定高度，保温一段时间； 

b、在一定微波功率下继续烧结，按不同时段加热至不同温度，当温度达到一定高度时，保温一段时间，使铜粉与基体钢板烧结为一体，保证基体钢板与青铜粉末焊接粘合，并有均匀的孔隙； 

c、取出，冷却至常温，然后在铜粉与基体钢板烧结为一体的表面附着一层PTFE(聚四氟乙烯)，轧平，使PTFE(聚四氟乙烯)进入青铜粉末颗粒间的孔隙内； 

d.、将附着有PTFE(聚四氟乙烯)的三层自润滑复合材料置入微波炉的专用烧结炉膛内再次烧结，按不同时段加热至不同温度，当温度达到一定高度时，保温一段时间，使PTFE(聚四氟乙烯)中的水分及酒精挥发，在加热条件下发生交联反应，形成稳定可靠的润滑层。 

所述预烧结的微波功率为1000W，约10分钟加热至250℃，保温约10分钟；所述继续烧结的微波功率为1800W，约30分钟加热至400℃，约60分钟加热至600℃，约90分钟加热至800℃，约120分钟加热至950℃，在950℃中恒温约120分钟；所述PTFE(聚四氟乙烯)烧结的微波功率为800W，约10分钟加热至150℃，约20分钟加热至200℃，约30分钟加热至300℃，约60分钟加热至350℃，保温约120分钟。 

完成上述方法的自润滑复合材料的微波烧结装置，包括真空室，设在真空室内的隔热板，真空室上分别设有微波发生器和远红外测温仪，真空室的顶部设有出气孔和适于远红外测温仪的探口，外侧壁上设有进气孔，所述的真空室内设有专用烧结炉膛，专用烧结炉膛包括保温陶瓷层、蓄热和热传导陶瓷层和设在保温陶瓷层、蓄热和热传导陶瓷层之间的SiC吸波层；专用烧结炉膛上设有与真空室外侧壁进气孔相连的通气管。 

有益效果：能够实现由基体层钢板、中间层青铜粉末及表面层PTFE(聚四氟乙烯)组成的三层自润滑复合材料的微波间接烧结制备，采用穿透力极强的微波渗透到材料内部，使材料的极性分子在微波高频电场的作用下反复快速取向转动而摩擦生热，具有升温迅速、温度场分布均匀、能耗低、有利于自动控制和连续化生产。利用微波间接烧结的方式完成复合材料的烧结制备，与传统的电阻式加热相比，占地面积小，炉体长度小于5米，烧结时间大大缩短，能耗降低70～90％，并具有如下优点： 

1.改变传统电阻式加热的方式而由微波加热烧结，有效利用了微波加热烧结的特性，加快了生产周期，降低了能耗，节约了成本。 

2.所得自润滑复合材料性能优于常规烧结所得自润滑复合材料性能。 

3.由于所采用的微波间接烧结装置是可以在普通工业微波炉上配合使用的，因此大大降低了对工业微波炉的依赖及改造成本。 

4.具有自润滑性能优异、抗重载、耐温、高致密与使用寿命长的优点。 

附图说明

附图是本发明的结构示意图。