专利名称：一种用聚醚醚酮复合材料制备滑动轴承的方法
技术领域：
本发明涉及一种新型耐磨滑动轴承的制备方法，具体涉及一种聚醚醚酮复合材料制备耐 高温自润滑滑动轴承的方法。
背景技术：
复合材料滑动轴承是一种新型无油润滑滑动轴承，在国内一些工业部门应用十分广泛， 这种轴承材料是以钢板为基材，在基材上烧结一层青铜粉作为中间层，在其上轧制一层高分 子塑料或高分子复合材料作为表面层，能够自润滑。它充分发挥了金属的刚性和塑料的自润 滑性优异的特点，从而弥补了塑料尺寸不稳定和金属干摩擦性差的缺点，使之具有耐疲劳、 承载能力高、耐磨性好、寿命长等特点。
聚醚醚酮是高性能热塑性聚合物，具有高强度、高韧性、耐热性和耐蚀性等特点，此外 还具有良好的摩擦学特性，通过填充改性可广泛应用于现代工业的各个领域。碳纤维具有耐
高温、高强度、高弹性模量、抗蠕变等特点，是制备高性能树脂基复合材料最常用的增强纤 维，广泛应用于汽车、建材、包装、运输、化工、造船、家具、航空、航天等领域。但是， 研究发现，碳纤维在未经表面处理前，其活性比表面积小、表面能低，在被用作复合材料的 增强体时，往往因其与树脂界面的粘合性差而影响其性能的发挥。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种聚醚醚酮复合材料制备耐磨自润滑滑 动轴承的方法，使制得的轴承具有更优异的摩擦学性能，以提高其在高温应用中的可靠性。
为制得具有优异摩擦磨损性能的滑动轴承，本发明的技术方案中，采用钢板、青铜粉、 聚醚醚酮等原料，采用轧制方法制成滑动轴承。首先对碳纤维进行表面空气氧化改性预处理， 然后在钢板表面烧结一层青铜粉作为中间层，在中间层上轧制一层包含经表面空气氧化改性 处理碳纤维的聚合物层，再经过氮气保护条件下的烧结、机械加工修饰和巻制焊接，制成复 合材料滑动轴承。经过上述工艺制得的复合材料滑动轴承具有优良的力学性能和摩擦学性能。
一种用聚醚醚酮复合材料制备滑动轴承的方法，其特征在于
A) 首先对碳纤维进行空气氧化处理，氧化温度为450'C — 50(TC，氧化时间为l一3分钟；
B) 在钢板上铺一层厚度为0.25_0.3毫米的青铜粉，在80(TC条件下把铜粉和钢板基材烧结在一起，使钢板表面烧结一层青铜粉作为中间层，时间为2小时；
C)在烧结的青铜粉中间层上轧制一层厚度为0.01—0.03毫米的聚合物层，压力为12MPa，
所述聚合物层原料组成重量百分比为聚醚醚酮70_95%， 二硫化钼1_5%，碳纤维4
—25%;
E)然后在氮气保护、340。C条件下进行烧结，再经机械加工修饰，最后经过巻制、焊接
成复合材料自润滑滑动轴承。 本发明由于采用经过空气氧化改性处理的碳纤维填充改性聚醚醚酮复合材料，有效提高 了复合材料的界面结合性能和摩擦系数，使制得的轴承具有优异的摩擦磨损性能。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，但本实施例不能用于限制本发明，凡采用 本发明方法及其相似变化的，均应列入本发明的保护范围。 实施例1:
复合材料滑动轴承聚合物层的组分重量百分比为聚醚醚酮70%，碳纤维25%， 二硫化 钼5%。
复合材料轴承制造过程如下
首先，对碳纤维进行预处理，在450'C氧化炉中烧蚀1分钟，在钢板上铺一层厚度为0.3 毫米的青铜粉，在800'C条件下把铜粉和钢板基材烧结在一起，使钢板表面烧结一层青铜粉作
为中间层，时间为2小时；在烧结的青铜粉中间层上轧制一层厚度为O.Ol毫米的聚合物层，
压力为12MPa，然后在氮气保护、340。C条件下进行烧结，再经机械加工修饰，最后经过巻制、 焊接成复合材料自润滑滑动轴承。
对制备得到的滑动轴承进行摩擦学试验，在加载15N，滑动频率为8hz条件下测得摩擦 系数为0.18。 实施例2:
复合材料滑动轴承聚合物层的组分重量百分比为聚醚醚酮94%，碳纤维5%， 二硫化 钼1%。
复合材料轴承制造过程如下首先，对碳纤维进行预处理，在50(TC氧化炉中烧蚀1分钟，
在钢板上铺一层厚度为0.25毫米的青铜粉，在80(TC条件下把铜粉和钢板基材烧结在一起，
使钢板表面烧结一层青铜粉作为中间层，时间为2小时；在烧结的青铜粉中间层上轧制一层厚度为0.03毫米的聚合物层，压力为12MPa，然后在氮气保护、340'C条件下进行烧结，再经 机械加工修饰，最后经过巻制、焊接成复合材料自润滑滑动轴承。
在摩擦磨损试验机上考察制得的复合材料轴承的摩擦学性能，滑动速度为Im/s，滑动时间为 2小时的磨损量为0.9g。 实施例3:
复合材料滑动轴承聚合物层的组分重量百分比为聚醚醚酮75%，碳纤维20%， 二硫化
钼5%。
复合材料轴承制造过程如下
首先，对碳纤维进行预处理，在45(TC氧化炉中烧蚀3分钟，在钢板上铺一层厚度为0.25 毫米的青铜粉，在80(TC条件下把铜粉和钢板基材烧结在一起，使钢板表面烧结一层青铜粉作 为中间层，时间为2小时；在烧结的青铜粉中间层上轧制一层厚度为0.02毫米的聚合物层， 压力为12MPa，然后在氮气保护、34(TC条件下进行烧结，再经机械加工修饰，最后经过巻制、 焊接成复合材料自润滑滑动轴承。
在摩擦磨损试验机上考察制得的复合材料轴承的摩擦学性能，滑动速度为4m/s，轴承极 限PV值为102MPam/s。
权利要求
1.一种用聚醚醚酮复合材料制备滑动轴承的方法，其特征在于A)首先对碳纤维进行空气氧化处理，氧化温度为450℃-500℃，氧化时间为1-3分钟；B)在钢板上铺一层厚度为0.25-0.3毫米的青铜粉，在800℃条件下把青铜粉和钢板基材烧结在一起，时间为2小时；C)在烧结的青铜粉中间层上轧制一层厚度为0.01-0.03毫米的聚合物层，压力为12MPa，所述聚合物层原料组成重量百分比为聚醚醚酮70-95％，二硫化钼1-5％，碳纤维4-25％；D)然后在氮气保护、340℃条件下进行烧结，再经机械加工修饰，最后经过卷制、焊接成复合材料自润滑滑动轴承。
全文摘要
一种用聚醚醚酮复合材料制备滑动轴承的方法，先对碳纤维进行空气氧化处理，氧化温度为450℃-500℃，氧化时间为1-3分钟；在钢板上铺一层厚度为0.25-0.3毫米的青铜粉，在800℃条件下把青铜粉和钢板基材烧结在一起，时间为2小时；在烧结的青铜粉中间层上轧制一层厚度为0.01-0.03毫米的聚合物层，压力为12MPa，聚合物层原料组成重量百分比为聚醚醚酮70-95％，二硫化钼1-5％，碳纤维4-25％；在氮气保护340℃条件下进行烧结，再经机械加工修饰，卷制、焊接成复合材料滑动轴承。本发明可提高复合材料的界面结合性能和摩擦系数，使轴承具有优异的摩擦磨损性能。
文档编号F16C33/04GK101655127SQ200910195889
公开日2010年2月24日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者洲 周, 健 李 申请人:上海第二工业大学