一种复合聚合物自润滑轴套材料及其制备方法和轴套

    技术2024-12-28  56


    本发明涉及复合轴套材料,具体涉及一种复合聚合物自润滑轴套材料及其制备方法和轴套。


    背景技术:

    1、轴套是套在转轴上的筒状机械零件,是滑动轴承的一个组成部分。一般来说,轴套与轴承座采用过盈配合,而与轴采用间隙配合,转动时轴和轴套之间产生相对运动。轴套在长期运行过程中,轴颈表面受到胀套的挤压力和复合机械力的作用,因此磨损是轴套常见的一个损坏原因,而耐磨就成了轴套材料的基本要求。常见的自润滑轴套材料既包含金属材料,如粉末冶金钢基石墨轴套、铜套等,也包含聚合物轴套,如聚四氟乙烯轴套等。在过往的实践中,我们发现金属零件轴套不仅会增加质量,在工作过程中还容易出现润滑不充分导致零件损坏的现象。目前,我们对轴套的要求包括质轻、耐磨、润滑性能佳等,具备上述性能的聚合物自润滑轴套相对金属零件轴套更具有研发潜力,现有的聚合物自润滑轴套的耐磨性能仍然难以达到实际使用要求,还需要进一步改进。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种复合聚合物自润滑轴套材料及其制备方法,并利用该材料制备了轴套,以期进一步提升现有聚合物自润滑轴套的耐磨性能。

    2、本发明采用的技术方案如下:

    3、一种复合聚合物自润滑轴套材料,所述复合聚合物自润滑轴套材料以聚合物为基体材料,以含油金属有机框架作为自润滑添加剂,复合聚合物自润滑轴套材料的制备过程为:基体材料和固化剂均匀混合后加入含油金属有机框架,再次混合均匀后置于50~80℃加热8~16小时即可得到复合聚合物自润滑轴套材料。

    4、作为优选地,所述基体材料为环氧树脂、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、尼龙pa60中的一种或多种。

    5、作为优选地,所述含油金属有机框架为含油介孔hkust-1、含油大孔hkust-1、含油mil-88系列、含油mil-101中的一种或多种。

    6、更优地,所述含油金属有机框架的制备过程为:取介孔hkust-1、大孔hkust-1、mil-88、mil-101中的一种或多种粉末产物置于烧杯中,加入油胺,将烧杯置于60~80℃负压环境中18~48小时,然后过滤并用正己烷洗涤沉淀,80~100℃干燥12~24小时得到固体产物即为含油金属有机框架。

    7、更进一步地,所述mil-88的制备过程包括如下步骤:

    8、(1)称取六水合氯化铁和富马酸置于烧杯中,加入去离子水,加热搅拌至溶解,其中六水合氯化铁和富马酸的物质的量比为1~1.2:1;

    9、(2)将烧杯密封,在65~70℃条件下反应5~6小时,然后自然冷却至室温;

    10、(3)过滤上述反应液,将沉淀分别用离子水和无水乙醇洗涤三次,80~100℃干燥12~24小时得到粉末状产物。

    11、所述的复合聚合物自润滑轴套材料的制备方法,包括如下步骤:基体材料和固化剂均匀混合后加入含油金属有机框架,再次混合均匀后置于50~80℃加热8~16小时即可得到复合聚合物自润滑轴套材料。

    12、作为优选地,所述基体材料和固化剂的质量比为3:1,所述含油金属有机框架和基体材料的质量比为0.08~0.10:1。

    13、采用所述的复合聚合物自润滑轴套材料制备的轴套。

    14、作为优选地,所述的轴套的外径为20mm~25mm,长度为10mm~15mm。

    15、作为优选地,所述轴套内表面粗糙度为0.8微米。

    16、综上所述,相比于现有技术,本发明具有如下优点及有益效果:

    17、1、本发明提供的复合聚合物自润滑轴套材料能够进一步提升耐磨性能,且兼具质轻、润滑性能佳的优势;

    18、2、本发明的复合聚合物自润滑轴套材料的制备过程成型简单、成本低,适用于工业化生产。



    技术特征:

    1.一种复合聚合物自润滑轴套材料,其特征在于,所述复合聚合物自润滑轴套材料以聚合物为基体材料,以含油金属有机框架作为自润滑添加剂,复合聚合物自润滑轴套材料的制备过程为:基体材料和固化剂均匀混合后加入含油金属有机框架,再次混合均匀后置于50~80℃加热8~16小时即可得到复合聚合物自润滑轴套材料。

    2.如权利要求1所述的复合聚合物自润滑轴套材料,其特征在于,所述基体材料为环氧树脂、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、尼龙pa60中的一种或多种。

    3.如权利要求1所述的复合聚合物自润滑轴套材料,其特征在于,所述含油金属有机框架为含油介孔hkust-1、含油大孔hkust-1、含油mil-88系列、含油mil-101中的一种或多种。

    4.如权利要求3所述的复合聚合物自润滑轴套材料,其特征在于,所述含油金属有机框架的制备过程为:取介孔hkust-1、大孔hkust-1、mil-88、mil-101中的一种或多种粉末产物置于烧杯中,加入油胺,将烧杯置于60~80℃负压环境中18~48小时,然后过滤并用正己烷洗涤沉淀,80~100℃干燥12~24小时得到固体产物即为含油金属有机框架。

    5.如权利要求4所述的复合聚合物自润滑轴套材料,其特征在于,所述mil-88的制备过程包括如下步骤:

    6.如权利要求1~5任意一项所述的复合聚合物自润滑轴套材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:基体材料和固化剂均匀混合后加入含油金属有机框架,再次混合均匀后置于50~80℃加热8~16小时即可得到复合聚合物自润滑轴套材料。

    7.如权利要求6所述的复合聚合物自润滑轴套材料的制备方法,其特征在于,所述基体材料和固化剂的质量比为3:1,所述含油金属有机框架和基体材料的质量比为0.08~0.10:1。

    8.采用如权利要求1~5任意一项所述的复合聚合物自润滑轴套材料制备的轴套。

    9.如权利要求8所述的轴套,其特征在于,所述的轴套的外径为20mm~25mm,长度为10mm~15mm。

    10.如权利要求9所述的轴套,其特征在于,所述轴套内表面粗糙度为0.8微米。


    技术总结
    本发明公开了一种复合聚合物自润滑轴套材料及其制备方法和轴套,涉及复合轴套材料技术领域,所述复合聚合物自润滑轴套材料以聚合物为基体材料,以含油金属有机框架作为自润滑添加剂,复合聚合物自润滑轴套材料的制备过程为:基体材料和固化剂均匀混合后加入含油金属有机框架,再次混合均匀后置于50~80℃加热8~16小时即可得到复合聚合物自润滑轴套材料。本发明提供的复合聚合物自润滑轴套材料能够进一步提升耐磨性能,且兼具质轻、润滑性能佳的优势,制备过程成型简单、成本低,适用于工业化生产。

    技术研发人员:杨潇,徐浩添,王云波,黄飞龙,曹伟华,刘长鑫,范兵利,齐效文
    受保护的技术使用者:燕山大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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