改性聚四氟乙烯轴承材料、制造方法及金属塑料滑动轴承与流程

本发明属于高聚物复合材料改性制造，具体涉及一种改性聚四氟乙烯轴承材料、制造方法及金属塑料滑动轴承。

背景技术：

1、聚四氟乙烯（ptfe）是一种拥有高度稳定性和独特性能的高分子聚合物材料。由于ptfe大分子之间相互引力小，且表面对其它分子的吸引力也很小，因此，其摩擦系数非常小，静摩擦系数可达0.04，是已知可实用的滑动材料中摩擦系数最小的，具有异常的润滑性能。但是纯ptfe材料也有许多缺点。比如机械强度差，硬度低，耐蠕变差，易冷流。还有线膨胀系数较大，导热性较差，耐磨性也很差等缺点和不足，如作为轴承材料pv值较小。

2、所以纯ptfe力学性能差，在较大载荷下易“冷流”，产生较大粘性变形和磨损率高。由于耐蠕变差，导致轴承产品尺寸稳定性较差。这些缺陷在一定程度上限制了ptfe材料的应用。为了改善ptfe材料的机械性能和耐磨损性能，采用填充材料对其进行改性，在保持ptfe材料优良特性基础上，利用复合材料综合特性，弥补其本身的缺点，提高复合材料的强度、刚性、尺寸稳定性和耐磨性。

3、高聚物轴承材料要具备低的摩擦系数和高耐磨性。由于高载荷，要求轴承材料要有较高的承载能力，良好的抗磨性和自润滑性，足够的疲劳强度，良好的跑合性和耐腐蚀性。良好的耐震动和耐冲击载荷性能，要有较厚的耐磨层带来良好的噪音消除特性，以适应大范围的配合间隙。

4、用于填充改性ptfe的填料分为无机填料、有机填料和纤维增强填料等。传统的改性方法多采用在ptfe树脂中添加碳纤维、玻璃纤维、石墨、二硫化钼等无机填料和纤维增强填料对ptfe进行填充改性。这些填料不是耐磨性不够理想，就是摩擦系数偏大，或是力学性能不佳。如玻璃纤维提高了ptfe复合材料的硬度和耐磨性，但增加了材料的摩擦系数，还会伤害对磨件。加入石墨或二硫化钼减摩填料，虽然能够使摩擦系数降低，但会使产品色泽变黑，且会降低力学性能。碳纤维能使ptfe复合材料拉伸强度，抗压强度提高，但又会降低冲击强度。所以对ptfe轴承材料进行共混填充改性，要选择合适的填充材料进行三元或多元复合协同改性，以期获得性能优异的高聚物轴承材料。且现有的广泛使用的改性ptfe的填充材料不仅性能较差，且成本也非常高。

技术实现思路

1、本发明提供了一种改性聚四氟乙烯轴承材料、制造方法及金属塑料滑动轴承，解决上述提到的技术问题，具体采用如下的技术方案：

2、一种改性聚四氟乙烯轴承材料，由聚四氟乙烯，聚苯酯，改性硅灰石矿物纤维和六方氮化硼组成；

3、其中各组分的重量百分数如下:

4、所述聚四氟乙烯粉末为57-83%，所述聚苯酯粉末为10-20%，所述改性硅灰石矿物纤维为5-15%，所述六方氮化硼粒子为2-8%。

5、进一步地，所述聚四氟乙烯粉末为65-75%，所述聚苯酯粉末为13-17%，所述改性硅灰石矿物纤维为8-12%，所述六方氮化硼粒子为3-7%。

6、进一步地，所述聚四氟乙烯粉末的粒径为40-60μm，所述聚苯酯粉末的粒径为30-40μm，所述改性硅灰石矿物纤维的粒径为7-10μm，长径比15:1，所述六方氮化硼的粒径为1-5μm。

7、进一步地，所述聚四氟乙烯粉末的粒径为30-70μm，所述聚苯酯粉末的粒径为30-40μm，所述改性硅灰石矿物纤维的粒径为7-10μm，长径比15:1，所述六方氮化硼的粒径为1-5μm。

8、一种改性聚四氟乙烯轴承材料的制造方法，包含如下步骤：

9、（1）按一定比例将上述高聚物材料及填充材料混到一起，通过机械共混，充分混合均匀，混合后的粉料进行干燥处理；

10、（2）将事先准各好的铜丝垫放入模具中，在铜丝垫上面平铺经过混合干燥后的粉料，放到液压机上冷压预成型；

11、（3）将预成型压制好的坯料放入真空烧结炉中加热烧结，冷却后出炉。

12、进一步地，干燥处理的条件为温度90°，恒定6小时。

13、进一步地，冷压预成型的条件为压力为50-70mpa/cm2，保压3-5min。

14、进一步地，加热烧结的条件为烧结温度360℃-395℃，恒温40min-55min。

15、进一步地，在加热烧结后，冷却至小于80℃时再出炉。

16、进一步地，制成的改性聚四氟乙烯轴承瓦面，用钎焊的方法焊到金属基体钢瓦基上，制得改性聚四氟乙烯轴承材料瓦面与金属基体钢瓦基复合的金属塑料滑动轴承。

17、聚苯酯的加入显著提高了轴承材料的摩擦磨损性能。聚苯酯能与ptfe按任何比例共混，共混材料既可保持两种聚合物耐热、耐磨、自润滑等一系列优点，又可在性能上互相补充，克服ptfe的易蠕变和聚苯酯的脆性。聚苯脂的填充改善了ptfe复合材料的摩擦学性能。

18、本发明选用改性硅灰石矿物纤维代替碳纤维或玻璃纤维，配合添加六方氮化硼粒子取代石墨、二硫化钼，达到了更好的润滑效率。改性硅灰石矿物纤维和六方氮化硼粒子对ptfe材料协同改性。改性硅灰石矿物纤维由于具有较高的长径比，可明显改善基体的机械和摩擦学性能。与纯ptfe材料相比，填充改性硅灰石矿物纤维的摩擦系数有所增大。无机粒子六方氮化硼是一种固体润滑剂，可降低ptfe复合材料的摩擦系数，提高了ptfe复合材料的自润滑性能。

19、综上所述，本发明所提供的改性聚四氟乙烯轴承材料、制造方法及金属塑料滑动轴承，选用了聚苯酯，改性硅灰石矿物纤维和六方氮化硼协同改性ptfe轴承材料，弥补了现有技术的不足，提供了一种高耐磨、高载荷、高强度、自润滑性良好的聚四氟乙烯轴承材料及金属塑料滑动轴承。

20、且现有的填充材料代替原来的碳纤维、石墨或二硫化钼之后，使得产品表面洁白光滑，改善了原先产品表面色泽黑的缺陷，极大了提升产品的美观性。

21、同时，本申请的改性聚四氟乙烯轴承材料，通过选用价格低廉的改性硅灰石矿物纤维代替碳纤维，极大的降低了生产成本。碳纤维价格高昂，根据性能不同，一般在100-200元/公斤，改性硅灰石矿物纤维价格低廉，一般不超过10元/公斤。且，改性硅灰石矿物纤维作为填充材料，性能优越。因此，本申请的改性聚四氟乙烯轴承材料，具有低廉的成本和优越的性能，极大程度的实现了节能增效，显著提升了经济效益和市场竞争力。

技术特征：

1.一种改性聚四氟乙烯轴承材料，其特征在于，由聚四氟乙烯，聚苯酯，改性硅灰石矿物纤维和六方氮化硼组成；

2.根据权利要求1所述的改性聚四氟乙烯轴承材料，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的改性聚四氟乙烯轴承材料，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的改性聚四氟乙烯轴承材料，其特征在于，

5.一种根据权利要求1-4任一所述的改性聚四氟乙烯轴承材料的制造方法，其特征在于，包含如下步骤：

6.根据权利要求5所述的改性聚四氟乙烯轴承材料的制造方法，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的改性聚四氟乙烯轴承材料的制造方法，其特征在于，

8.根据权利要求5所述的改性聚四氟乙烯轴承材料的制造方法，其特征在于，

9.根据权利要求5所述的改性聚四氟乙烯轴承材料的制造方法，其特征在于，

10.根据权利要求5所述的改性聚四氟乙烯轴承材料的制造方法，其特征在于，制成的改性聚四氟乙烯轴承瓦面，用钎焊的方法焊到金属基体钢瓦基上，制得改性聚四氟乙烯轴承材料瓦面与金属基体钢瓦基复合的金属塑料滑动轴承。

技术总结本发明公开了一种改性聚四氟乙烯轴承材料、制造方法及金属塑料滑动轴承，改性聚四氟乙烯轴承材料由聚四氟乙烯，聚苯酯，改性硅灰石矿物纤维和六方氮化硼组成；其中各组分的重量百分数如下:聚四氟乙烯粉末为57‑83%，聚苯酯粉末为10‑20%，改性硅灰石矿物纤维为5‑15%，六方氮化硼粒子为2‑8%。本发明提供了一种高耐磨、高载荷、高强度、自润滑性良好的聚四氟乙烯轴承材料及金属塑料滑动轴承。技术研发人员：裘叶军,关英杰,郑寅,徐宇辉,童舒展,蔡路明,冯迪锋受保护的技术使用者：诸暨市精展机械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2