以uhmwpe作为基体的多孔含油润滑材料的制备方法_2

文档序号:9919642阅读:来源:国知局
br>[0018]5、本发明的制备工艺在压制成型过后,模具连同材料直接放入烧结炉中烧结成型,有利于保持材料形状,控制材料密度,以使材料内部孔径及微孔分布满足要求。在此,压力有助于提高超高分子量聚乙烯微粒间的接触面积,加强微粒间界面分子链段的扩散和粘结力,增加微粒间的结晶层厚度和高的物理缠结密度,控制空穴。经过测定,本发明制备的多孔含油润滑材料其材料内部微孔孔径可以控制在15μπι左右。
[0019]6、本发明的制备工艺在材料烧结过程中,由于模具和材料的传热系数不同,直接升温加热会导致材料内部温度升高不同步,影响材料性能。工艺独特的采用两段式分步升温方式能够保证材料内部受热均匀。并具体选择在230~300°C温度范围内进行烧结。由于二硫化钼、石墨无机粒子的存在,该烧结温度下,无机粒子在基体中呈球状,基体对颗粒的作用力在两极为拉应力,在赤道处为压应力。由于力的相互作用,颗粒赤道附近位置的聚合物基体受到颗粒的压应力作用,有利于屈服发生,可以提高材料的韧性。
[0020]7、本发明在基料中采用超高分子量聚乙烯,与其他高分子聚合物材料相比,超高分子量聚乙烯具有摩擦系数小,磨耗低,耐化学药品性优良,耐冲击、耐压性、抗冻性、保温性、自润滑性、抗结垢性、耐应力开裂性、卫生性等优点。再加上化学惰性,使得它具有的能耗低、不结垢、长寿命的特点是其它类材料所难以实现的。
[0021]8、本发明的多孔含油润滑材料内部的多孔结构能够储存润滑油,能够通过接触转移实现对摩擦副的持续供油,相比于普通润滑方式,不需要另外对摩擦副补给润滑油。同时,能够实现长寿命润滑,无需加注润滑油,安装或替换方便,能够很好的避免润滑油脂滴漏带来的工作环境以及在制品的污染,并且能够节省空间,大大降低了设备生产成本,还具有低损耗、绿色环保等优点。
[0022]9、本发明对摩擦副的润滑方式可适用于各种机械设备中,能够针对各种不同形式的摩擦副,设计出不同的润滑方案对其进行润滑,具有占用空间小,使用寿命长等优点。对于齿轮、杆式、链条等形式的摩擦副有良好的润滑效果。
[0023]10、本发明中的补给油池能够通过供油介质的毛细作用对多孔含油润滑材料进行供油润滑后的油量补给。能够实现持久润滑,无需更换润滑材料。同时能够很好的避免润滑油脂滴漏带来的对工作环境以及在制品的污染,降低设备生产成本。
【附图说明】
[0024]图1为实施例8的结构示意图; 图2为实施例9的结构示意图;
图3为实施例10的结构示意图;
图4为实施例11的结构示意图;
图5为实施例12的结构示意图;
附体标记:101、齿轮,102、润滑材料,103、固定附件,201、金属杆,202、摩擦部件I,203、润滑套,301、储油箱,302、供油介质,303、摩擦部件Π,304、多孔含油润滑型材I,305、多孔含油润滑块固定附件1,306、防尘套管,401、储油槽1,402、供油管,403、摩擦部件111,404、多孔含油润滑型材Π,405、多孔含油润滑型材固定附件Π,406、自动控制系统,407、信号传输线,408、油含量探头,501、储油槽Π,502、摩擦部件IV,503、多孔含油润滑型材ΙΠ,504、润滑油。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明:
以超高分子量聚乙烯(UHMffPE)作为基体的多孔含油润滑材料的制备方法,包括以下步骤:
a配方:按重量份数,取热塑性超高分子量聚乙烯70-90份、聚四氟乙烯(PTFE)l-20份和固体润滑剂1-10份,充分搅拌后,得到复合粉料;
此处的固体润滑剂为二硫化钼或石墨中的至少一种;
复合粉料中还可按照实际需要增加0.1-1份的添加剂,此处的添加剂可以为抗氧化剂、光热稳定剂、抗冲击改进剂或抗磨剂;
b成型:将复合粉料装入模具中,再将装好的模具放在小压力机上于2Mpa压力下预压制,保压Imin后卸压,再于l-15Mpa压力下压制成型,然后,将成型物(含模具)放入烧结炉内,控制烧结炉内温度以5?15 °C /min的升温速率升温至110?140 °C,之后,再以I?1 °C /min的升温速率升温至230~300°C,保温100?150min,之后,取出、自然冷却至室温、并进行脱模,得到多孔材料;
c真空浸油:将多孔材料放置在真空度为0.05-0.1Mpa的真空干燥箱内盛有润滑油的容器中,并升温至50?100°C温度下进行真空浸渍润滑油,所用润滑油的量需完全浸没成型物,真空浸渍润滑油8?24小时,取出即得到以UHMffPE作为基体的热塑性多孔含油润滑材料。
[0026]本发明的核心在于:使用超高分子量聚乙烯作为多孔含油润滑材料基体,经过压制、烧结成型,再真空浸油的方式得到多孔含油润滑材料。多孔含油润滑材料的油含量在40%以上,其内部是由数以万计的微孔和含有各种性能添加剂的润滑油组成,通过毛细作用力将润滑油转移到多孔材料表面,然后与摩擦部件接触来提供润滑。在达到一定温度或者承受到一定载荷时,润滑油从固体微孔中加速逸出进行润滑;摩擦部件得到润滑,温度下降时,润滑油会被材料吸附,通过表面张力就被保持在多孔含油润滑材料的微孔之内。由于多孔含油材料富含大量的润滑油脂,能够真正实现机械设备的长寿命要求,同时多孔材料还具有较好的吸附储存能力,它能够将多余的润滑油脂吸附储存起来,避免了环境的污染。
[0027]制备方法整体工艺简单,成本较低,实用性强。制备的多孔含油润滑材料内部能够自身储存润滑油,含油量比较高。具有耐磨损性较好、抗冲击性优良、吸收冲击和负载能力强、耐低温、生物相容性、耐低温开裂和憎水性以及优良的自润滑性等物理化学性能。
[0028]本发明还公开了一种利用以UHMWPE作为基体的多孔含油润滑材料进行摩擦副润滑的方法,包括将多孔含油润滑材料裁切成润滑型材的步骤和将润滑型材通过固定辅件设置为与待润滑的摩擦副呈部分接触结构的步骤;通过润滑型材和摩擦副之间的摩擦接触为摩擦副进行持续供油。
[0029]上述的润滑型材在供油过程中还能够进行再充油,再充油的方法为:将润滑型材通过供油介质与补给油池连接,补给油池通过供油介质将其内存储的润滑油补给给润滑型材。
[0030]供油介质可以是由阀门控制的管道,还可以是使用多孔含油润滑材料制备的供油通道或是海绵体等,可依据不同的使用环境来选择不同的供油介质。
[0031]多孔含油润滑型材与摩擦副运动面接触,固定附件用于固定润滑型材的位置,确保其能够和摩擦副的运动面保持接触状态,通过接触转移实现对其持续供油。非工作状态下,润滑油储存在润滑材料的微孔内;工作状态下,润滑油通过毛细作用转移到多孔含油润滑型材表面,然后通过接触转移到摩擦运动面上,实现对摩擦副的良好润滑。当多孔含油润滑型材内部润滑油消耗过多,补给油池通过供油介质向其提供润滑油,达到其平衡状态。由于补给油池的存在,无需更换多孔含油润滑型材。其中,温度能够很好
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