專利名稱：一種用聚酰亞胺復合材料制備滑動軸承的方法
技術領域：
木發明涉及一種采ffl經過空氣氧化改性處理的碳纖維填充改性聚酰亞胺復合材料制備滑 動軸承的方法。
背景技術：
復合材料滑動軸承是一種新型無油潤滑滑動軸承，在國內一些工業部門應用十分廣泛， 這種軸承材料是以鋼板為基材，在基材上燒結一層青銅粉作為中間層，在其上軋制一層高分 子塑料或高分子復合材料作為表面層，能夠自潤滑。它充分發揮了金屬的剛性和塑料的自潤 滑性優異的特點，從而彌補了塑料尺寸不穩定和金屬干摩擦性差的缺點，使之具有耐疲勞、 承載能力高、耐磨性好、壽命長等特點。
聚酰亞胺具有突出的熱穩定性、良好的抗沖擊、抗輻射和耐溶劑性能，在高溫、高低壓 和高速等極端環境下具有優異的摩擦磨損性能，是一類很有潛力應用于摩擦學領域的基體材 料。但是，純PI肉較低的抗拉、抗壓強度，不適宜單獨作為摩擦材料使用，需要加入增強纖 維后可得到力學性能和摩擦學性能優異的PI復合材料。碳纖維具有耐卨溫、高強度、高彈性 模量、抗蠕變等特點，是制備卨-性能樹脂基復合材料最常用的增強纖維，廣泛應用于汽車、 建材、包裝、運輸、化工、造船、家具、航空、航天等領域。但是，研究發現，碳纖維在未 經表面處理前，其活性比表面積小、表面能低，在被用作復合材料的增強體時，往往因其與 樹脂界面的粘合性差而影響其性能的發揮。
發明內容
本發明公開-種用聚酰亞胺復合材料制備滑動軸承的方法，其目的在于克服現有技術中 聚酰亞胺抗拉、抗壓強度低，不適宜單獨作為摩擦材料使用，需要加入增強纖維，碳纖維在 未經表面處理前，其活性比表面積小、表面能低，粘合性差等缺點，本發明采用聚酰亞胺復 合材料制得的軸承具有優異的摩擦學性能，大大提高了其在高溫狀況下應用中的可靠性。
為制得具有優異摩擦磨損性能的滑動軸承，本發明的技術方案中，采用鋼板、青銅粉、 聚酰亞胺等原料，采用軋制等方法制成滑動軸承。首先對碳纖維進行表面空氣氧化改性預處 理，然后在鋼板表面燒結一層青銅粉作為中間層，在中間層上軋制一層包含經表面空氣氧化 改性處理碳纖維的聚合物層，再經過氮氣保護條件下的燒結、機械加工修飾和巻制焊接，制成復合材料滑動軸承。經過上述工藝制得的復合材料滑動軸承具有優良的力學性能和摩擦學 性能。
一種用聚酰亞胺復合材料制備滑動軸承的方法，其特征在于聚合物層原料配比如下
聚酰亞胺70 — 95%， 二硫化鉬1一5%，碳纖維4一25%。
所述的碳纖維首先對碳纖維進行空氣氧化處理，氧化溫度為45(TC—50(TC，氧化時間為 1 —3分鐘。
所述的聚合物層厚度為0.01—0.03毫米，軋制聚合物層的壓力為12MPa。
所述的聚酰亞胺為熱塑性聚酰亞胺。
所述的碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維。
本發明的優點和積極效果是采用聚酰亞胺復合材料制得的軸承具有優異的摩擦學性能， 大大提高了其在高溫狀況下應用中的可靠性。可用于機械、食品、航空航天等高溫條件下無
油潤滑的場合。
具體實施例方式
下面通過具體實施例進一步說明本發明，但本實施例并不用于限制本發明，凡是采用本 發明的相似方法及其相似變化，均應列入本發明的保護范圍。
實施例1:
復合材料滑動軸承聚合物層的組分重量百分比為聚酰亞胺70%，碳纖維25%， 二 硫化鉬5%。
復合材料軸承制造過程如下
首先，對碳纖維進行預處理，在45(TC氧化爐中燒蝕1分鐘，在鋼板上鋪一層厚度為0.3 毫米的青銅粉，在80(TC條件下把銅粉和鋼板基材燒結在一起，使鋼板表面燒結一層青銅粉作 為中間層，時間為2小時；在燒結的青銅粉層上軋制一層厚度為0.01毫米的聚合物層，壓力 為12MPa，然后在氮氣保護、34(TC條件下進行燒結，再經機械加工修飾，最后經過巻制、焊 接成復合材料自潤滑滑動軸承。
對制備得到的滑動軸承進行高溫摩擦學試驗，在加載15N，滑動頻率為8hz條件下測得摩 擦系數為0.16。 實施例2:
復合材料滑動軸承聚合物層的組分重量百分比為聚酰亞胺94%，碳纖維5%， 二硫化鉬1%。
復合材料軸承制造過程如下首先，對碳纖維進行預處理，在50(TC氧化爐中燒蝕1分鐘，
在鋼板上鋪一層厚度為0.25毫米的青銅粉，在80(TC條件下把銅粉和鋼板基材燒結在一起， 使鋼板表面燒結一層青銅粉作為中間層，時間為2小時；在燒結的青銅粉層上軋制一層厚度 為0.03毫米的聚合物層，壓力為12MPa，然后在氮氣保護、34(TC條件下進行燒結，再經機械 加工修飾，最后經過巻制、焊接成復合材料自潤滑滑動軸承。
在高溫摩擦磨損試驗機上考察制得的復合材料軸承的摩擦學性能，滑動速度為lm/s，滑 動時間為2小時的磨損量為0.7g。 實施例3:
復合材料滑動軸承聚合物層的組分重量百分比為聚酰亞胺75%，碳纖維20%， 二 硫化鉬5%。
復合材料軸承制造過程如下
首先，對碳纖維進行預處理，在450'C氧化爐中燒蝕3分鐘，在鋼板上鋪一層厚度為0.25 毫米的青銅粉，在80(TC條件下把銅粉和鋼板基材燒結在一起，使鋼板表面燒結一層青銅粉作 為中間層，時間為2小時；在燒結的青銅粉層上軋制一層厚度為0.02毫米的聚合物層，壓力 為12MPa，然后在氮氣保護、340。C條件下進行燒結，再經機械加工修飾，最后經過巻制、焊 接成復合材料自潤滑滑動軸承。
在高溫摩擦磨損試驗機上考察制得的復合材料軸承的摩擦學性能，滑動速度為4m/s，軸 承極限PV值為95MPam/s。
權利要求
1.一種用聚酰亞胺復合材料制備滑動軸承的方法，其特征在于聚合物層原料配比如下聚酰亞胺70-95％，二硫化鉬1-5％，碳纖維4-25％。
2. 根據權利要求1所述的一種用聚酰亞胺復合材料制備滑動軸承的方法，其特征在于所述的碳纖維首先要對碳纖維進行空氣氧化處理，氧化溫度為45(TC—50(TC，氧化時間為l一3 分鐘。
3. 根據權利要求l所述的種用聚酰亞胺復合材料制備滑動軸承的方法，其特征在于所述 的聚合物層厚度為0.01—0.03毫米，軋制聚合物層的壓力為12MPa。
4. 根據權利要求1所述的一種用聚酰亞胺復合材料制備滑動軸承的方法，其特征在于所述 的聚酰亞胺為熱塑性聚酰亞胺。
5. 根據權利要求l所述的一種用聚酰亞胺復合材料制備滑動軸承的方法，其特征在于所述 的碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維。
全文摘要
一種用聚酰亞胺復合材料制備滑動軸承的方法，其特征在于聚合物層原料配比如下聚酰亞胺70-95％，二硫化鉬1-5％，碳纖維4-25％。首先對碳纖維進行空氣氧化處理，氧化溫度為450℃-500℃，氧化時間為1-3分鐘。聚合物層厚度為0.01-0.03毫米，軋制聚合物層的壓力為12MPa。本發明采用聚酰亞胺復合材料制得的軸承具有優異的摩擦學性能，大大提高了其在高溫狀況下應用中的可靠性。可用于機械、食品、航空航天等高溫條件下無油潤滑的場合。
文檔編號C08K9/02GK101407633SQ200810042468
公開日2009年4月15日 申請日期2008年9月4日 優先權日2008年9月4日
發明者健 李 申請人:上海第二工業大學