[发明专利]一种复合滑动轴承及其制备方法

说明书

一种复合滑动轴承及其制备方法，包括通过电沉积方法在开孔泡沫金属的孔表面沉积一层功能化石墨烯；然后将开孔泡沫金属装入注塑模具中，采用注塑工艺将改性聚醚醚酮填充到开孔泡沫金属的孔内，冷却成型制备的内衬复合材料层；所述复合材料包括开孔泡沫金属，电沉积于所述开孔泡沫金属内孔表面的功能化石墨烯层，填充在所述开孔泡沫金属孔隙中的改性聚醚醚酮，改性聚醚醚酮由聚醚醚酮、聚四氟乙烯、玄武岩纤维、石墨、和抗氧剂混匀，挤出成型后制得；所述改性聚醚醚酮通过注塑成型工艺填充到开孔泡沫金属的孔内；电沉积采用直流电源，石墨电极接正极，开孔泡沫金属接负极，在功能化石墨烯—水电沉积液中沉积2～5min。

技术领域

本发明涉及滑动轴承及新材料技术领域，尤其是涉及一种复合滑动轴承；本发明还涉及一种复合滑动轴承的制备方法。

背景技术

滑动轴承工作时产生滑动摩擦，其摩擦力的大小主要取决于轴承滑动面的材料特性。滑动轴承一般工作面具有自润滑功能。滑动轴承按材料组成可分为非金属滑动轴承和金属滑动轴承。

非金属滑动轴承主要以塑料轴承为主，塑料轴承一般采用性能优良的工程塑料制成。通过纤维、特种润滑剂、玻璃微珠等对工程塑料进行改性使之达到所需的性能。塑料轴承存在一些问题，如：与金属轴承比，塑料轴承承载能力相对较低，且散热性能较差等。

金属滑动轴承在二十一世纪初使用最多的就是三层复合轴承，这种轴承一般都是以碳钢板为基板，通过烧结技术在钢板上烧结一层球形铜粉，然后再在铜粉层上烧结一层聚合物润滑剂。这种金属轴承制备工艺较为复杂，且聚合物润滑层容易脱离，对轴承精度、承载能力、耐磨性能等都产生影响，容易使轴承整体性能下降。

CN107605948A 公开了一种复合滑动轴承及其制备方法，泡沫铝经脱脂、碱洗和酸洗后，采用硅烷偶联剂进行表面处理；经上步骤处理后的泡沫铝通过电沉积方法在泡沫铝的孔表面沉积一层磺化石墨烯；沉积磺化石墨烯后的泡沫铝装入注塑模具中，将耐磨塑料采用注塑工艺注塑，冷却成型；耐磨塑料包括聚甲醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种；脱脂前的泡沫铝由纯铝和/或铝硅合金经过发泡后制得，其具有完全连通的孔系，孔隙率为60%～80%，孔径为2～4mm。

在泡沫铝与聚合物两相界面之间，通过电沉积法引入磺化石墨烯过渡层，有效地解决了泡沫铝与聚合物材料因热膨胀系数不同而导致的界面脱胶，界面热阻大等技术问题。然而，现有复合滑动轴承的内衬复合材料在导热性、摩擦系数、磨损量、产品使用温度上仍有待提高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种导热性较好、摩擦系数较低、磨损量小、能有效降低轴承使用过程中发热的复合滑动轴承及其制备方法。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种复合滑动轴承，包括内衬复合材料层；所述复合材料包括开孔泡沫金属，电沉积于所述开孔泡沫金属内孔表面的功能化石墨烯层，填充在所述开孔泡沫金属孔隙中的改性聚醚醚酮；所述改性聚醚醚酮由质量份：60~70份聚醚醚酮、5~10份聚四氟乙烯、20~30份经偶联剂进行表面改性处理后的玄武岩纤维、5~10份石墨、和0.8～1.2份抗氧剂混匀，在360～390℃温度下挤出成型后制得；所述偶联剂为耐高温型苯基酰亚胺硅烷，用量为玄武岩纤维质量的0.2wt%～1.5wt%；所述改性聚醚醚酮在温度为350℃～390℃、注塑压力为80～120MPa条件下通过注塑成型工艺填充到所述开孔泡沫金属的孔内；所述功能化石墨烯为采用Hummers 法，由石墨经氧化——剥离——还原制得的功能化石墨烯，还原时石墨烯经硼氢化钠进行预还原后，进行磺酸化处理，再采用肼进行二次还原，在石墨烯表面引入磺酸基和羧基；所述电沉积采用直流电源，石墨电极接正极，开孔泡沫金属接负极，在浓度为100mg～200mg/L、温度为20～40℃的功能化石墨烯—水电沉积液中沉积2～5min。