专利名称：可与钢铁基座焊接的具有热塑性塑料面层的滑动轴承和导轨的制作方法
技术领域：
本发明涉及新材料和摩擦副零件，特别涉及可与钢铁基座焊接的具有热塑性塑料面层的滑动轴承和导轨。
背景技术：
随着机器或机械的效率和可靠性要求的不断提高以及其服役环境不断复杂化，对材料及其所制机械零部件的要求日趋严格，特别是对摩擦学材料及摩擦副零件提出了更多更高的要求。本发明涉及的滑动轴承和导轨就是如此。现有的铜钢双金属滑动轴承和导轨在水介质(例如，海水、淡水)中运行过程中普遍存在摩擦副发生咬死和电偶腐蚀的工程难题，特别是一些工程既需采用具有可靠摩擦学特性的热塑性塑料滑动轴承和导轨，又必须要用焊接的方法将其与钢铁基座相连接；同时，既要求这类由热塑性塑料作为摩擦表面的滑动轴承和导轨，其机座又要承受较高温度。若不解决这些问题则会严重地影响相关工程的发展。
发明内容
本发明的目的既要解决传统铜钢双金属滑动轴承和导轨在水介质运行过程中普遍存在的摩擦副咬死和电偶腐蚀问题，同时也解决塑料滑动轴承和导轨与钢铁基座的焊接相连和基座承受较高温度的问题。
为了达到本发明以上的目的，本发明提出了一种新型的可与钢铁基座焊接的，多层复合的具有热塑性塑料面层的滑动轴承和导轨。它由底层、隔热层、塑料过渡层、热塑性塑料面层，以及层间温度缓冲层所组成。其底层是具有设计要求厚度的低碳钢钢背，通过焊接(例如电焊、钎焊)将此钢背连接于钢基座上。在钢背上具有设计要求的低热导率和相应厚度的隔热层(例如热喷涂陶瓷层)，用此隔热层阻隔焊接热，而确保其上的塑料层不因焊接而变形和失效。在此隔热层上具有设计要求厚度的耐热性能呈梯度变化的塑料过渡层，在与隔热层交界处，此塑料过渡层的耐热能力最高，其后递减到其与塑料面层交界处而接近于面层的热塑性塑料的耐热能力。在塑料过渡层之上是具有优异摩擦学性能的热塑性塑料(例如聚四氟乙烯、聚甲醛、超高分子量聚乙烯等)面层，其厚度由设计确定。面层材料经机械加工生成的表面(例如滑动轴承摩擦表面与导轨摩擦表面)与对偶件(例如，轴颈、滑块或导子等)的摩擦表面配对成摩擦副。在构成此多层复合材料滑动轴承与导轨的各层之间靠机械和/或化学结合力牢固结合为整体。为使膨胀性能差异很大的各层能适当匹配，而不致因环境温度变化造成层间脱离，在各层间设置了能吸收环境温度变化所致体积变化并松驰热应力的缓冲层。
本发明特别适用于需要采用具有优异摩擦学特性的热塑性塑料滑动轴承和导轨(例如干摩擦条件和水环境中)，而又必须用焊接方法将此轴承和导轨与钢铁基座连接的场合。
本发明适用于需要采用具有优异摩擦学特性的热塑性塑料滑动轴承和导轨(例如，干摩擦条件下)，而其机座又具较高温度的场合。
本发明创造了采用焊接工艺在钢铁基座上安装热塑性塑料滑动轴承和导轨的新方法，创造了一种新型摩擦学材料和摩擦副零件，而且，在经过焊接之后，其面层的热塑性塑料的力学性能、化学性能、使用寿命、摩擦学性能均无降低。此多层复合材料的层间结合强度超过13MPa，适用于水介质工作。
本发明的轴承与导轨创造了一种能同时达到耐磨减摩和防止电偶腐蚀的，特别适用于海水介质工作的滑动支承，是摩擦学设计与防腐蚀设计相结合解决工程问题的一个典型，特别有效地解决了铜钢双金属滑动轴承和导轨在水介质中运行中普遍发生的摩擦副咬死和电偶腐蚀的工程难题。
本发明的滑动轴承和导轨具有良好的可设计性能。可根据对滑动轴承和导轨零件的承载能力和摩擦学性能要求灵活地设计热塑性塑料面层(例如，选择不同的树脂及其改性技术，按照容限设计原则，作到可靠性、使用寿命、经济性的合理匹配。而与此相比，传统技术的设计却有限。
权利要求
1.一种可与钢铁基座焊接的具有热塑性塑料面层的轴承和导轨，其特征在于由底层，隔热层，塑料过渡层，热塑性塑料面层，以及层间温度缓冲层所组成。
全文摘要
提出了一种可与钢铁基座焊接的由底层、隔热层、塑料过渡层，热塑性塑料面层及其层间温度缓冲层组成的具有热塑性塑料面层的滑动轴承和导轨，它解决了铜钢双金属轴承和导轨在水介质中运行时普遍存在的咬死、电偶腐蚀以及塑料轴承与导轨不能承受钢铁基座的高温问题。
文档编号F16C33/04GK1456823SQ03128099
公开日2003年11月19日 申请日期2003年6月5日 优先权日2003年6月5日
发明者高万振, 李健, 顾卡丽 申请人:武汉材料保护研究所