专利名称:烧结尼龙-环氧复合新材料和生产方法
本发明涉及一种模压烧结尼龙-环氧复合新材料，它特别适用于耐磨机械另件和印刷辊及印刷板。还可用于金属另件表面喷涂和过滤材料等。
烧结尼龙材料目前在日、美等国均有采用。他们多是以纯尼龙，如尼龙6，尼龙66等制成，或与铅组成烧结体。它的发明任务是构成一种硬度和抗压强度较高，尺寸稳定性较好，可含油的多孔体尼龙材料。其硬度为hrm60～80;抗压强度为7～12kg/mm2。但作为耐磨机械另件等尚存在着摩擦系数较高，PV值较低等缺点。生产方法中还有如下不足之处(1)铅是有害物质，生产和使用过程中均会产生污染。(2)烧结时必须有保护气氛或抽真空，否则会热氧老化或碳化。(3)设备费用高，技术难度大。
本发明是由
三元共聚尼龙粉(尼龙1010，尼龙66，尼龙6共聚)5～30%，最好10～25%;
环氧6101(或618，601)3～35%，最好5～30%;
双氰双胺2～4%，最好3%;
尼龙1010(或尼龙6，尼龙66)粉5～50%，最好10～40%;混合均匀，按重量每100份混合粉中再加入(1)青铜粉1～40份，最好5～30份;(2)空心玻璃微珠1～20份;(3)玻璃纤维(或玄武岩纤维，或云母)粉5～20份;(4)聚四氟乙烯(或聚乙烯)5～20份;(5)再加入适量二硫化钼，石墨粉、碳黑固体润滑剂。其中本发明用了环氧双氰双胺等能与尼龙形成化学交联结构;使用从火电厂粉煤灰中提取的空心玻璃微珠做为粒子增强助剂。
其生产方法如下将以上各种材料按比例混合，烘干，装入金属模具，用通用的机械式，液压式或气动式等压力设备，以恒定压力保持规定时间，压制成型。再用普通烘箱加热至150～270℃，最好160～260℃并保持一定时间进行烧结。根据需要可增加整型，精加工，浸油等工序。
实施例一压制布机通用轴承K84(φ18×φ34×25)。用尼龙66粉50%，三元共聚尼龙粉20%，环氧6101粉27%，双氰双胺3%组成尼龙-环氧混合粉;然后按重量每100份混合粉中再加入青铜粉20份;玻璃纤维粉15份，空心玻璃微珠5份，聚四氟乙烯10份，二硫化钼、石墨、碳黑共5份。混合均匀后，装入钢制模具，在普通油压机上压制。毛坯在P＝1000kg/cm2的压力下，保压5分钟。脱模后放置烘箱中加热至260℃，保温40分钟。经烧结成型的工件内外园尺寸稳定，表面光滑，质地坚固，无须机械加工，经浸油后即可装机使用。
实施例二做标准试条(120×15×10)。用尼龙1010粉30%，三元共聚尼龙粉20%，环氧6101 27%，双氰双胺3%，尼龙66粉20%，组成尼龙-环氧混合粉;再按重量每100份混合粉中加入玻璃纤维粉15份。混合均匀后，装入模具中，在油压机上毛坯承受P＝1000kg/cm2的压力下，保压5分钟，烧结温度210℃，保温60分钟;冷至室温测试结果如下抗弯δbb＝483Kg/cm2;冲击ak＝7.3kg·cm/cm2;
硬度PHB＝15.4kg·f/mm2。
实施例三压制M＝3，Z＝18，中间嵌有钢芯的伞齿轮。用尼龙1010粉10%，三元共聚尼龙粉20%，环氧6101 27%，双氰双胺3%，尼龙6粉40%组成尼龙-环氧混合粉;再按重量每100份混合粉中加入青铜粉20份，玻璃纤维粉15份，聚四氟乙烯5份，空心玻璃微珠5%，二硫化钼、石墨、碳黑共5份，混和均匀后，装入模具中，在油压机上毛坯承受P＝500kg/cm2的压力下，保压5分钟;烧结温度170℃，保温200分钟;烧结后经过整型，浸油处理，将该齿轮装在木工多用刨锯机上使用，转速为1800～3060转/分，无噪声，不发热，能满足工况要求。而钢制的齿轮，在同样工况条件下，噪声大，磨损快，不能满足使用要求。
实施例四对蜂窝煤球机定位护板进行表面喷涂。目的是降低噪声，减少摩擦。用三元共聚尼龙粉30%，环氧6101粉40%，双氰双胺4%，尼龙1010粉26%组成尼龙-环氧混合粉;再按重量每100份混合粉中加入聚四氟乙烯粉5份，空心玻璃微珠2份，二硫化钼3份。混合均匀后，喷涂在被予热至210℃的护板工作表面。冷却后涂层粘接牢固，可直接装机使用。
本发明与国内外接近材料相比，有如下优点1.摩擦系数低，耐磨性很好，参照表1。
2.PV值高，参考表2、表3。
3.不使用铅等有毒害物质，无污染。
4.烧结工艺、设备简单方便，无须抽真空或气体保护，用普通烘箱即可烧结成型。
5.本材料主要成份，如尼龙1010，三元共聚尼龙均系国内独创(国外没有)，原料来源有保障。
6.本发明使用了环氧双氰双胺等，能与尼龙形成化学交联结构;还使用了从火电厂粉煤灰中提取的空心玻璃微珠做为粒子增强剂;这在国内外有关尼龙烧结材料的资料中均未见报导。
7.本发明使用的主要原料，如尼龙1010，三元共聚尼龙，尼龙6，尼龙66大都是采用尼龙厂家的工业废料经过适当的工艺回收加工而成。因此，节省了材料，成本比尼龙1010和尼龙66降低30%以上。
表1 各种材料配方在M200试验机上的摩擦磨损性能(1)
〔附注〕(1)干摩擦对磨材料45号钢，硬度HRC 50～59，表面光洁度▽9;
(2)均以塑料100份为基础。
表2 各种填充增强塑料的PV值
〔所注〕表1、表2中部分数据摘自《工程塑料应用》，P 378～379，上海人民出版社，1971年8月。
表3 各种轴承材料的许用值
〔附注〕表中带＊号的数据摘自《ブラスチツクス》V01，21、No.9，P.81～84，(1970)。作者腾平纪一郎。
权利要求
1.一种烧结尼龙材料，是由纯尼龙6(或66)与铅粉组成的烧结体。本发明其特征在于由三元共聚尼龙粉(尼龙1010，尼龙6，尼龙66共聚)10～25%、环氧6101(或618，601)5～30%、双氰双胺3%、尼龙1010(或尼龙6，尼龙66)10～40%、青铜粉5～30%、空心玻璃微珠1～20%、玻璃纤维(或玄武岩纤维，云母)粉5～20%、聚四氟乙烯(或聚乙烯)5～20%、再加入适量的二硫化钼、石墨、碳黑等固体润滑剂组成烧结体。也可用上述材料直接喷涂在予热210℃左右的金属表面。
2.烧结尼龙材料生产方法、是将尼龙粉料装入模具中，用压力设备压制，在真空烧结炉或充入保护气体的加热炉中进行烧结。本发明其特征在于在通用的机械式、液压式或气动式压力设备上均可压制;在普通的加热设备中以160～260℃温度，保温40～200分钟，不抽真空，也不充保护气体即可烧结成功。也可直接用于在予热210℃左右的金属表面喷涂。
专利摘要
烧结尼龙一环氧复合新材料，是由三元共聚尼龙粉、环氧6101(或618、601)、双氰双胺、尼龙1010(或6、66)、青铜粉、空心玻璃微珠、玻璃纤维、聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨、碳黑组成，生产方法将前四种材料按比例均混，再按一定组份将后七种材料混入，装入金属模中，用普通压力设备在规定的压力和时间内压制成型，再用普通加热设备在规定的温度和时间内烧结，取出后经浸油即成所需零件。有特殊要求的可精密加工。
文档编号B29C67/04GK87107661SQ87107661
公开日1988年10月26日 申请日期1987年11月5日
发明者刘曙光, 王友文 申请人:国家机械工业委员会郑州机械研究所, 郑州大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan