[发明专利]一种塑料滚珠及加工方法

说明书

技术领域

本发明属于连接技术领域，涉及滚动连接技术，特别涉及滚珠设计与加工技术。

背景技术

滚珠作为转动系统润滑机构的基本零件在轴承及转动连接领域广为采用。

按材质分类，一般钢滚珠、陶瓷（氮化硅、红宝石等）滚珠、热固性塑料滚珠和热塑性（尼龙、聚甲醛、高密度聚乙烯、聚丙烯、等）塑料滚珠等。钢滚珠硬度高、强度大，承载能力大，但耐腐蚀性和自润滑性能差；陶瓷滚珠刚性大、承载高、耐腐蚀、热胀系数低、但冲击性能和自润滑性能差；

三聚氰胺热固性塑料滚珠，具有良好的耐腐蚀性和一定自润滑性能，但冲击性能低，在反复冲击或长期使用过程中产生碎裂，从而丧失功能。热塑性塑料滚珠的弹性好，主要用于汽车、传感器、阀门、泵、卫浴，电子、轴承、电器等领域，作为轴承使用，主要适用于大多数酸/碱/溶剂/油/气体及海水腐蚀环境，具备无油自润滑、抗磁电绝缘等特性。但强度低，容易蠕变变形，不适用于较大负荷的场合。

发明内容

本发明的目的在于克服现有塑料滚珠冲击碎裂和承载能力低的问题，提供一种具有自润滑作用、在冲击作用下或长期使用不碎裂的新型热塑性复合材料塑料滚珠。

本发明的目的是这样实现的，以高刚性、高硬度、高压缩模量的热塑性均聚甲醛为主体材料，采用玻璃纤维增强进一步提高刚度和模量，采用橡胶增韧赋予更好的韧性，采用注射成型工艺加工，以达到高频、高速冲击下不碎裂并且不发生永久变形的目的。

本发明涉及的塑料滚珠，以均聚甲醛为主体材料，至少含有，均聚甲醛100质量份、增韧剂3～10质量份、玻璃纤维20～30质量份、硅烷偶联剂0.2～0.3质量份；均聚甲醛熔体流动速率介于2g/10min～15g/10min之间。

本发明涉及的塑料滚珠，以均聚甲醛为主体材料，至少含有，均聚甲醛100质量份、橡胶增韧剂3～5质量份、玻璃纤维20～25质量份、偶联剂0.2～0.3质量份；均聚甲醛熔体流动速率介于8g/10min～15g/10min之间。

本发明涉及的塑料滚珠，以均聚甲醛为主体材料，还含有抗氧剂和聚四氟乙烯1.2～1.8质量份。

本发明涉及的塑料滚珠的加工方法，包括毛坯注射成型、精磨和抛光工序。

本发明涉及的塑料滚珠的加工方法，所述毛坯注射成型条件为；温度（160～230）℃，注射压力（40～60）bar，模具温度（90～110）℃。

本发明涉及的塑料滚珠，具有优异的耐冲击性能和自润滑性能，耐冲击疲劳性能优异，摩擦系数小，耐磨耗、弹性及尺寸稳定性好、去载回复性优等特点，适用于（-40℃～120℃）温度范围内的高速高频冲击，适用于机械转动连接场合，特别适用于承受冲击载荷的机械转动连接场合。

具体实施方式

下面以Φ25.0mm滚珠为例对技术方案进行详细说明，但不作为对发明内容的限制。

实  施  例  一

均聚甲醛（牌号100P，熔体流动速率2.0g/10min）100质量份、增韧剂（泰和公司增韧剂A）5质量份、玻璃纤维（HP3610）24质量份、硅烷偶联剂（KH-550）0.24质量份。

采用双螺杆挤出机共混挤出材料，采用注射工艺成型毛坯，挤出工艺参数：料筒温度（160～200）℃，主机螺杆转速（300～400）r/min。注射工艺参数：温度（160～230）℃，注射保压压力（40～60）bar，模具温度（90～110）℃。毛坯精磨抛光后得到本发明涉及的塑料滚珠。Φ25.0mm滚珠的压缩负荷26KN，承载5kN载荷并卸载后永久变形量为0.18mm。

该滚珠117粒与25.4mm滚珠118粒间隔装配于某圆环形铝合金轨道内，并承载6吨载荷，保持承载物的正常旋转功能，经过常温地区、高原地区、湿热地区、严寒地区以及综合试验等阶段的高频、高速冲击试验考核，滚珠赋予承载物的旋转功能正常，保持旋转功能的转动力矩正常。经拆检后，发现塑料滚珠光滑，耐磨性好，无表皮剥落、碎裂等现象。

实  施  例  二

均聚甲醛（牌号3010，熔体流动速率8g/10min）100质量份、增韧剂（泰和公司增韧剂A）3质量份、玻璃纤维（SC8-24×40）20质量份、硅烷偶联剂（KH-560）0.20质量份、抗氧剂（168）0.4质量份和聚四氟乙烯1.0质量份。

采用双螺杆挤出机共混挤出加工改性材料，采用注射成型工艺成型毛坯，毛坯精磨抛光后得到本发明涉及的塑料滚珠。Φ25.0mm压缩负荷28kN，承载5kN载荷并卸载后永久变形量为0.16mm。