专利名称：由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作保持架坯料的方法
技术领域：
本发明属于轴承保持架技术领域，尤其涉及到一种由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作保持架坯料的方法。
背景技术：
醚酐型聚酰亚胺具有良好的力学性能和优异的摩擦学性能，广泛地应用于球轴承保持架领域，但其玻璃化转变温度一般不超过260°C，热变形温度不高于250°C，因此不能应用于220°C以上高温工况轴承保持架的需求。提高醚酐型聚酰亚胺的耐热性有效途径之一是通过添加如金属或是金属氧化物、非金属或是非金属氮化物、无机纤维以及纳米材料等，经过上述材料的添加并改性的醚酐型聚酰亚胺其耐热性的提高会造成抗拉强度的降低。聚酰亚胺浆柏的强度高、模量高以及热氧化稳定性好，兼具有较高的玻璃化转变温度360°C，长期工作的温度不小于300°C。上述改性的醚酐型聚酰亚胺与聚酰亚胺浆柏具有良好的相容性，由此而产生的醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料能显著提升轴承保持架的耐热性和耐摩性，且抗拉强度仍能保持在较高值，但由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作轴承保持架坯料的方法至今未见相关报道。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作保持架坯料的方法，醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料以醚酐型聚酰亚胺模塑粉为基材并添加有聚酰亚胺浆柏以及润滑改性材料聚四氟乙烯和碳纳米管，将醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料通过保持架模具在程控热压机上热压，得到醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作的保持架坯料，制作出的保持架坯料经加工后具有质轻、抗拉强度高、耐高温以及耐摩擦等优点。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
一种由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作保持架坯料的方法，该方法包含五步: 第一步对醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆柏进行干燥处理；
第二步对聚酰亚胺浆柏进行预开松处理；
第三步配制醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料；
第四步轴承保持架模具的尺寸构成 ；
轴承保持架模具含有外套、芯子、冲头以及底座，设定轴承保持架的内径为d、外径为D、高度为H，外套的内径=D+3mm，芯子的外径=d_3mm，外套高度=芯子高度> 3H，冲头的外径与外套的内径相匹配，冲头的内径与芯子的外径相匹配，底座的内径与芯子的外径相匹配，底座的外径与外套的内径相匹配；第五步利用程控热压机和轴承保持架模具制作保持架坯料；
本发明的特征是:
第一步对醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆柏进行干燥处理将醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆柏分别放在干燥箱中进行干燥处理，干燥箱的温度控制在150°C，干燥3小时后取出冷却至室温，并对干燥处理的醚酐型聚酰亚胺模塑粉过200目筛，之后将干燥处理的聚酰亚胺浆柏以及过200目筛的醚酐型聚酰亚胺模塑粉分别密封保存备用；
第二步对聚酰亚胺浆柏进行预开松处理
将第一步中干燥处理的聚酰亚胺浆柏放入机械搅拌机内进行预开松处理，机械搅拌机的速度控制在3000 r/min,机械搅拌机的搅拌时间控制在1(Γ30秒,搅拌后取出开松的聚酰亚胺并密封保存备用；
第三步配制醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料
按重量份分别取过200目筛的醚酐型聚酰亚胺模塑粉8(Γ85份、开松的聚酰亚胺1(Γ15份并一同放入机械搅拌机内搅拌3 5次，每次搅拌的时间控制在20 30秒，每次搅拌的速度控制在10000 12000r/min ;之后向机械搅拌机内分别加入聚四氟乙烯3、份、碳纳米管0.5^1份再搅拌3 5次，每次再搅拌的时间控制在10 20秒，每次再搅拌机的速度控制在10000 12000r/min，3 5次再搅拌后得到醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料；
第五步利用程控热压机和轴承保持架模具制作保持架坯料
将醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料填充到第四步的轴承保持架模具内，将填充的轴承保持架模具置于程控热压机上，程控热压机的压力控制在30(T600kg/cm2，当程控热压机压制5分钟时需排除轴承保持架模具内的空气，排除空气5分钟后再对轴承保持架模具实施加热，60分钟时加热至398°C，60分钟加热期间的压力控制在30(T600kg/cm2，当轴承保持架模具的温度达到398°C时程控热压机的压力加大到80(T1300 kg/cm2并保温40 90分钟，保温40 90分钟内程控热压机的压力维持在80(T1300 kg/cm2,保温40 90分钟后继续保压20分钟，保压20分钟内向轴承保持架模具内通入压缩空气使其降温至240°C，之后10分钟内使轴承保持架模具内的压力降至零，降压期间轴承保持架模具的温度维持在240°C，待轴承保持架模具的温度低于200°C时进行脱模，脱模后制作出保持架坯料。由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果:
1、本发明由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作出的保持架坯料经再加工后具有具有质轻、抗拉强度高、耐高温以及摩擦学性能优异的特点。2、醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料包含醚酐型聚酰亚胺、聚酰亚胺浆柏、聚四氟乙烯和碳纳米管，该保持架坯料既保留了醚酐型聚酰亚胺抗拉强度高的优点，同时发挥了聚酰亚胺的耐高温性能，改善了醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料的摩擦学性能和耐高温性倉泛。3、保持架坯料经再加工出得到的成品保持架，其长期使用温度不低于250°C，较纯醚酐型聚酰亚胺提高 近30°C，抗拉强度不低于85MPa，250°C时抗拉强度的保持率不低于40%，且具有耐磨自润滑特点。
具体实施例方式本发明是一种由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作保持架坯料的方法，该方法以醚酐型聚酰亚胺模塑粉为基材并添加有聚酰亚胺浆柏及润滑改性材料聚四氟乙烯和碳纳米管，将醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料通过轴承保持架模且在程控热压机上热压，得到醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作的保持架坯料，制作的保持架坯料经再加工后具有质轻、抗拉强度高、耐高温以及耐摩擦等特点。本发明的方法共含五步:
第一步对醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆柏进行干燥处理；
第二步对聚酰亚胺浆柏进行预开松处理；
第三步配制醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料；
上述三个步骤中使用的醚酐型聚酰亚胺模塑粉、聚酰亚胺浆柏以及聚四氟乙烯和碳纳米管均可在市场上购得。第四步轴承保持架模具的尺寸构成；
轴承保持架模具含有外套、芯子、冲头以及底座，设定轴承保持架的内径为d=28.2_、外径为D=35.6mm、高度为Η=6.6mm ；
第五步利用程控热压机和轴承保持架模具制作保持架坯料。本发明的五步分述如下:
第一步对醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆柏进行干燥处理将醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆柏分别放在干燥箱中进行干燥处理，干燥箱的温度控制在150°C，干燥3小时后取出冷却至室温，并对干燥处理的醚酐型聚酰亚胺模塑粉过200目筛，之后将干燥处理的聚酰亚胺浆柏以及过200目筛的醚酐型聚酰亚胺模塑粉分别密封保存备用。第二步对聚酰亚胺浆柏预开松处理
将第一步中干燥处理的聚酰亚胺浆柏放入机械搅拌机内进行预开松处理，机械搅拌机的速度控制在3000 r/min,机械搅拌机的搅拌时间控制在1(Γ30秒,搅拌后取出开松的聚酰亚胺并密封保存备用。第三步配制醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料
按重量份分别取过200目筛的醚酐型聚酰亚胺模塑粉85份、开松的聚酰亚胺10份并一同放入机械搅拌机内搅拌3 5次，每次搅拌的时间控制在20 30秒，每次搅拌的速度控制在10000 12000r/min ;之后向机械搅拌机内分别加入聚四氟乙烯4份、碳纳米管I份再搅拌3 5次，每次再搅拌的时间控制在10 20秒，每次再搅拌机的速度控制在10000 12000r/min，3 5次再搅拌后得到醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料。使用二十倍显微镜观察醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料的色差，无明显色差的醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料即为合格产品并密封保存备用。上述醚酐型聚酰亚胺模塑粉呈淡黄色粉状，聚酰亚胺浆柏呈棕黄色，聚四氟乙烯呈白色粉状，碳纳米管呈黑色粉末，经搅拌后得到的醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料呈灰褐色，使用二十倍显微镜观察醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料时，若颜色均为灰褐色即称为无明显色差，这种色差是肉眼不能观察到的。第四步保持架模具的尺寸构成在轴承保持架模具中:所述外套的内径=所述D+3_=38.6mm,所述芯子的外径=所述d-3mm=25.2mm,所述外套高度=所述芯子高度> 3H=19.8mm,所述冲头的外径与所述外套的内径相匹配，所述冲头的内径与所述芯子的外径相匹配，所述底座的内径与所述芯子的外径相匹配，所述底座的外径与外所述套的内径相匹配。第五步利用程控热压机和轴承保持架模具制作保持架坯料
将醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料填充到第四步的轴承保持架模具内，将填充的轴承保持架模具置于程控热压机上，程控热压机的压力控制在500kg/cm2，当程控热压机压制5分钟时需排除轴承保持架模具内的空气，排除空气5分钟后再对轴承保持架模具实施加热，60分钟时加热至398°C，60分钟加热期间的压力控制在500kg/cm2，当轴承保持架模具的温度达到398°C时程控热压机的压力加大到1000 kg/cm2并保温40分钟，保温40分钟内的压力维持在1000 kg/cm2 ;保温40分钟后继续保压20分钟，保压20分钟内向轴承保持架模具内通入压缩空气使其降温至240°C，之后10分钟内使轴承保持架模具内的压力降至零，降压期间轴承保持架模具的温度维持在240°C，待轴承保持架模具的温度低于200°C时进行脱模，脱模后制作出保持架坯料。下表是由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作保持架坯料的各项性能参数。
权利要求
1.一种由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作保持架坯料的方法，该方法包含五步: 第一步对醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆柏进行干燥处理； 第二步对聚酰亚胺浆柏进行预开松处理； 第三步配制醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料； 第四步轴承保持架模具的尺寸构成； 轴承保持架模具含有外套、芯子、冲头以及底座，设定轴承保持架的内径为d、外径为D、高度为H，外套的内径=D+3mm，芯子的外径=d_3mm，外套高度=芯子高度> 3H，冲头的外径与外套的内径相匹配，冲头的内径与芯子的外径相匹配，底座的内径与芯子的外径相匹配，底座的外径与外套的内径相匹配； 第五步利用程控热压机和轴承保持架模具制作保持架坯料； 其特征是: 第一步对醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆柏进行干燥处理将醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆柏分别放在干燥箱中进行干燥处理，干燥箱的温度控制在150°C，干燥3小时后取出冷却至室温，并对干燥处理的醚酐型聚酰亚胺模塑粉过200目筛，之后将干燥处理的聚酰亚胺浆柏以及过200目筛的醚酐型聚酰亚胺模塑粉分别密封保存备用； 第二步对聚酰亚胺浆柏进行预开松处理 将第一步中干燥处理的聚酰亚胺浆柏放入机械搅拌机内进行预开松处理，机械搅拌机的速度控制在3000 r/min,机械搅拌机的搅拌时间控制在1(Γ30秒,搅拌后取出开松的聚酰亚胺并密封保存备用； 第三步配制醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料 按重量份分别取过200目筛的醚酐型聚酰亚胺模塑粉8(Γ85份、开松的聚酰亚胺1(Γ15份并一同放入机械搅拌机内搅拌3 5次，每次搅拌的时间控制在20 30秒，每次搅拌的速度控制在10000 12000r/min ;之后向机械搅拌机内分别加入聚四氟乙烯3、份、碳纳米管0.5^1份再搅拌3 5次，每次再搅拌的时间控制在10 20秒，每次再搅拌机的速度控制在10000 12000r/min，3 5次再搅拌后得到醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料； 第五步利用程控热压机和轴承保持架模具制作保持架坯料 将醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料填充到第四步的轴承保持架模具内，将填充的轴承保持架模具置于程控热压机上，程控热压机的压力控制在30(T600kg/cm2，当程控热压机压制5分钟时需排除轴承保持架模具内的空气，排除空气5分钟后再对轴承保持架模具实施加热，60分钟时加热至398°C，60分钟加热期间的压力控制在30(T600kg/cm2，当轴承保持架模具的温度达到398°C时程控热压机的压力加大到80(T1300 kg/cm2并保温40 90分钟，保温40 90分钟内程控热压机的压力维持在80(T1300 kg/cm2,保温40 90分钟后继续保压20分钟，保压20分钟内向轴承保持架模具内通入压缩空气使其降温至240°C，之后10分钟内使轴承保持架模具内的压力降至零，降压期间轴承保持架模具的温度维持在240°C，待轴承保持架模具的温度低于200°C时进行脱模，脱模后制作出保持架坯料。
全文摘要
一种由醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作保持架坯料的方法，该方法包含对醚酐型聚酰亚胺模塑粉以及聚酰亚胺浆粕进行干燥处理、对聚酰亚胺浆粕进行预开松处理、配制醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料、轴承保持架模具的尺寸构成以及利用程控热压机和轴承保持架模具制作保持架坯料，醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料以醚酐型聚酰亚胺模塑粉为基材并添加有聚酰亚胺浆粕以及润滑改性材料聚四氟乙烯和碳纳米管，将醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料通过保持架模具在程控热压机上热压，得到醚酐型聚酰亚胺模塑粉复合材料制作的保持架坯料，制作出的保持架坯料经加工后具有质轻、抗拉强度高、耐高温以及耐摩擦等优点。
文档编号B29B13/06GK103160124SQ201310059168
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者孙小波, 王子君, 葛世军, 王枫, 时连卫, 魏佳平 申请人:洛阳轴研科技股份有限公司