CN112143146A - 一种轴承板材用耐磨材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴承板材用耐磨材料，其原料按重量份包括：聚合物115‑120份，石墨6‑8份，纳米氧化铝2‑4份，纤维增强剂12‑16份；其中，聚合物为聚四氟乙烯和聚酰亚胺。本发明通过聚四氟乙烯、聚酰亚胺、石墨、纳米氧化铝、聚合物包覆碳纳米管和改性芳纶纤维相互配合，可以大大增加聚四氟乙烯的耐磨性，并且能增加聚四氟乙烯的韧性，避免在轴承使用过程中容易开裂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种轴承板材用耐磨材料。
背景技术
自润滑轴承无需油脂润滑、在性能上极大的突破了传统轴承的使用极限。这种轴承材料一般是以钢板为基材，在基材上烧结一层青铜粉作中间层，在其上轧制一层高分子耐磨材料作为表面层，能够自润滑。它充分发挥了金属的刚性和高分子材料的自润滑性优异的特点，从而弥补了金属干摩擦性差的缺点，使得自润滑轴承具有耐疲劳、承载能力高、耐磨性好等特点。
目前，常用的耐磨材料为聚四氟乙烯，但是聚四氟乙烯分子间的范德华作用力较弱，内聚能低的特点也导致了其在摩擦过程中较为严重的磨损，且在自润滑轴承使用过程中，聚四氟乙烯耐磨材料容易开裂，故需要提供一种耐磨性能更好的耐磨材料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种轴承板材用耐磨材料，本发明通过聚四氟乙烯、聚酰亚胺、石墨、纳米氧化铝、聚合物包覆碳纳米管和改性芳纶纤维相互配合，可以大大增加聚四氟乙烯的耐磨性，并且能增加聚四氟乙烯的韧性，避免在轴承使用过程中容易开裂的问题。
本发明提出的一种轴承板材用耐磨材料，其原料按重量份包括：聚合物115-120份，石墨6-8份，纳米氧化铝2-4份，纤维增强剂12-16份；其中，聚合物为聚四氟乙烯和聚酰亚胺。
优选地，四氟乙烯和聚酰亚胺的重量比为100：10-14。
优选地，纤维增强剂为碳纳米管和改性芳纶纤维。
优选地，在改性芳纶纤维的制备过程中，将芳纶纤维浸入稀土溶液中，浸泡8-10h，洗涤，于70-80℃烘干得到改性芳纶纤维，其中，稀土溶液为乙二胺四乙酸镧、硝酸、氯化铵的水溶液。
优选地，稀土溶液中，乙二胺四乙酸镧的质量分数为10-12％，硝酸的质量分数为1.5-2％，氯化铵的质量分数为3.5-4％。
优选地，碳纳米管为聚合物包覆碳纳米管。
优选地，碳纳米管和改性芳纶纤维的重量比为1：8-10。
优选地，在所述轴承板材用耐磨材料的制备过程中，将原料混匀，压制成坯料，烧结，切削成软带，经钠化处理得到轴承板材用耐磨材料，其中，烧结的程序为：以升温至380℃，再降温至180℃为一个周期，连续8-10个周期，总烧结时间为70-75h。
本发明通过聚四氟乙烯和聚酰亚胺以适宜比例相互配合，增加聚四氟乙烯的力学性能和耐磨性能；添加适宜比例的石墨和纳米氧化铝，可以进一步增加本发明的耐磨性能；通过对芳纶纤维进行改性，使得芳纶纤维表面变得粗糙且负载有稀土镧元素，然后与聚四氟乙烯和聚酰亚胺相互配合，可以促进对偶面转移膜的形成，从而大大增加本发明的耐磨性能；改性芳纶纤维与聚合物包覆碳纳米管相互配合，可以进一步增加本发明的耐磨性，并且可以增加本发明的韧性，避免本发明在轴承使用过程中容易开裂的问题。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种轴承板材用耐磨材料，其原料按重量份包括：聚合物115份，石墨8份，纳米氧化铝2份，纤维增强剂16份；其中，聚合物为聚四氟乙烯和聚酰亚胺。
实施例2
一种轴承板材用耐磨材料，其原料按重量份包括：聚合物120份，石墨6份，纳米氧化铝4份，纤维增强剂12份；其中，聚合物为聚四氟乙烯和聚酰亚胺，四氟乙烯和聚酰亚胺的重量比为100：14；
纤维增强剂为聚合物包覆碳纳米管和改性芳纶纤维，其中，聚合物包覆碳纳米管和改性芳纶纤维的重量比为1：8；
在改性芳纶纤维的制备过程中，将芳纶纤维浸入稀土溶液中，浸泡10h，洗涤，于70℃烘干得到改性芳纶纤维，其中，稀土溶液为乙二胺四乙酸镧、硝酸、氯化铵的水溶液，乙二胺四乙酸镧的质量分数为12％，硝酸的质量分数为1.5％，氯化铵的质量分数为4％；
在所述轴承板材用耐磨材料的制备过程中，将原料混匀，压制成坯料，烧结，切削成软带，经钠化处理得到轴承板材用耐磨材料，其中，烧结的程序为：以升温至380℃，再降温至180℃为一个周期，连续8个周期，总烧结时间为70h。
实施例3
一种轴承板材用耐磨材料，其原料按重量份包括：聚合物116份，石墨7.5份，纳米氧化铝2.5份，纤维增强剂15份；其中，聚合物为聚四氟乙烯和聚酰亚胺，四氟乙烯和聚酰亚胺的重量比为100：10；
纤维增强剂为聚合物包覆碳纳米管和改性芳纶纤维，其中，聚合物包覆碳纳米管和改性芳纶纤维的重量比为1：10；
在改性芳纶纤维的制备过程中，将芳纶纤维浸入稀土溶液中，浸泡8h，洗涤，于80℃烘干得到改性芳纶纤维，其中，稀土溶液为乙二胺四乙酸镧、硝酸、氯化铵的水溶液，乙二胺四乙酸镧的质量分数为10％，硝酸的质量分数为2％，氯化铵的质量分数为3.5％；
在所述轴承板材用耐磨材料的制备过程中，将原料混匀，压制成坯料，烧结，切削成软带，经钠化处理得到轴承板材用耐磨材料，其中，烧结的程序为：以升温至380℃，再降温至180℃为一个周期，连续10个周期，总烧结时间为70h。
实施例4
一种轴承板材用耐磨材料，其原料按重量份包括：聚合物117份，石墨7份，纳米氧化铝3份，纤维增强剂14份；其中，聚合物为聚四氟乙烯和聚酰亚胺，四氟乙烯和聚酰亚胺的重量比为100：12；
纤维增强剂为聚合物包覆碳纳米管和改性芳纶纤维，其中，聚合物包覆碳纳米管和改性芳纶纤维的重量比为1：9；
在改性芳纶纤维的制备过程中，将芳纶纤维浸入稀土溶液中，浸泡9h，洗涤，于75℃烘干得到改性芳纶纤维，其中，稀土溶液为乙二胺四乙酸镧、硝酸、氯化铵的水溶液，乙二胺四乙酸镧的质量分数为11％，硝酸的质量分数为1.7％，氯化铵的质量分数为3.7％；
在所述轴承板材用耐磨材料的制备过程中，将原料混匀，压制成坯料，烧结，切削成软带，经钠化处理得到轴承板材用耐磨材料，其中，烧结的程序为：以升温至380℃，再降温至180℃为一个周期，连续9个周期，总烧结时间为72h。
试验例1
检测实施例2-4的性能，并以聚四氟乙烯为对比例，其结果如下表所示：
由上表可以看出本发明具有良好的耐磨性能和韧性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种轴承板材用耐磨材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚合物115-120份，石墨6-8份，纳米氧化铝2-4份，纤维增强剂12-16份；其中，聚合物为聚四氟乙烯和聚酰亚胺。
2.根据权利要求1所述轴承板材用耐磨材料，其特征在于，四氟乙烯和聚酰亚胺的重量比为100：10-14。
3.根据权利要求1或2所述轴承板材用耐磨材料，其特征在于，纤维增强剂为碳纳米管和改性芳纶纤维。
4.根据权利要求1-3任一项所述轴承板材用耐磨材料，其特征在于，在改性芳纶纤维的制备过程中，将芳纶纤维浸入稀土溶液中，浸泡8-10h，洗涤，于70-80℃烘干得到改性芳纶纤维，其中，稀土溶液为乙二胺四乙酸镧、硝酸、氯化铵的水溶液。
5.根据权利要求4所述轴承板材用耐磨材料，其特征在于，稀土溶液中，乙二胺四乙酸镧的质量分数为10-12％，硝酸的质量分数为1.5-2％，氯化铵的质量分数为3.5-4％。
6.根据权利要求1-5任一项所述轴承板材用耐磨材料，其特征在于，碳纳米管为聚合物包覆碳纳米管。
7.根据权利要求1-6任一项所述轴承板材用耐磨材料，其特征在于，碳纳米管和改性芳纶纤维的重量比为1：8-10。
8.根据权利要求1-7任一项所述轴承板材用耐磨材料，其特征在于，在所述轴承板材用耐磨材料的制备过程中，将原料混匀，压制成坯料，烧结，切削成软带，经钠化处理得到轴承板材用耐磨材料，其中，烧结的程序为：以升温至380℃，再降温至180℃为一个周期，连续8-10个周期，总烧结时间为70-75h。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20201229 |