專利名稱：：增強(qiáng)自潤(rùn)滑鑄型尼龍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鑄型尼龍(MC尼龍)，特別是一種采用離心澆鑄玻璃纖維增強(qiáng)自潤(rùn)滑的鑄型尼龍。目前，使用MC尼龍基自潤(rùn)滑材料制做開(kāi)煉機(jī)輥筒軸承，具備自潤(rùn)滑性能和優(yōu)良的耐磨和減摩性能，可在低于70℃的低、中、高負(fù)荷設(shè)備上作為減摩耐磨材料擴(kuò)大使用。(見(jiàn)“MC尼龍基自潤(rùn)滑開(kāi)煉機(jī)輥筒軸承的試用”載于《橡膠工業(yè)》1983年第4期)。但這種MC尼龍基自潤(rùn)滑軸承材料的抗沖強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度偏低，耐熱性能和尺寸穩(wěn)定性仍有待進(jìn)一步提高。本發(fā)明的目的就在于提供一種克服MC尼龍基自潤(rùn)滑軸承材料的上述缺陷，具有良好的綜合機(jī)械物理性能，采用離心澆鑄方法，玻璃纖維增強(qiáng)自潤(rùn)滑的鑄型尼龍。這種鑄型尼龍具有自潤(rùn)滑性，而且抗壓強(qiáng)度和抗沖強(qiáng)度、耐熱性能以及尺寸穩(wěn)定性均顯著提高;從而擴(kuò)大了作為耐磨減摩零件的應(yīng)用范圍。本發(fā)明是以己內(nèi)酰胺為基本原料，添加玻璃纖維粉和固體潤(rùn)滑劑，采用離心澆鑄的方法使混合料在堿性條件下聚合成型的。玻璃纖維粉規(guī)格粒度為200微米左右，無(wú)堿無(wú)蠟的，經(jīng)5～25%濃度有機(jī)硅烷處理劑處理并干燥，固體潤(rùn)滑材料是二硫化鉬、石墨和氮化硼，這些材料最好為試劑級(jí)的，也可以用鉛粉作為固體潤(rùn)滑劑;另外，還可添加適量的防老化材料。本發(fā)明材料組成配比是可以調(diào)節(jié)的，最佳配比是(重量份)己內(nèi)酰胺100;玻璃纖維粉2-8;二硫化鉬2-3;石墨0.5-0.8;氮化硼0.3-0.5;另外，還可以添加適量的穩(wěn)定劑(防老化材料)本發(fā)明的工藝過(guò)程如下將經(jīng)過(guò)計(jì)量的己內(nèi)酰胺單體投入反應(yīng)釜中加熱熔融，待溫度達(dá)到90-100℃時(shí)，開(kāi)啟反應(yīng)釜與真空泵連接的伐門進(jìn)行抽氣減壓除水，一般經(jīng)過(guò)15-20分鐘，釜內(nèi)溫度為130-140℃，真空度為750毫米汞柱左右，溶液處于沸騰狀態(tài)。這時(shí)停止抽氣，打開(kāi)反應(yīng)釜孔蓋，使釜內(nèi)恢復(fù)常壓，加入催化劑氫氧化鈉，催化劑加入量為投入的己內(nèi)酰胺量的千分之三。然后將孔蓋蓋好，繼續(xù)抽氣減壓除水，這時(shí)熔液一直處于沸騰狀態(tài)，并呈現(xiàn)大氣泡，除水時(shí)間需15-20分鐘，釜內(nèi)料溫為140-146℃，真空度為750毫米汞柱左右。除水完畢后，將固體潤(rùn)滑劑和經(jīng)有硅烷處理劑處理并干燥的玻璃纖維粉以及適量的穩(wěn)定劑加入反應(yīng)釜內(nèi)，使其與釜內(nèi)生成的鈉代己內(nèi)酰胺共混，并再按上述方法進(jìn)行抽氣減壓除水20分鐘，釜內(nèi)溫度達(dá)150℃左右，真空度為750毫米汞柱，釜內(nèi)呈現(xiàn)大氣泡后保持15分鐘左右。然后打開(kāi)反應(yīng)釜孔蓋，在常壓下立即加入助催化劑甲苯二異氰酸酯，加入量為投入的己內(nèi)酰胺量的千分之三，迅速攪勻后立即澆注到予先加熱至165-175℃的模具中進(jìn)行離心澆鑄，約30-40分鐘可完全聚合成型。這時(shí)對(duì)澆鑄室內(nèi)停止加熱，待溫度降至100℃以下時(shí)取出制品。為了消除制品的內(nèi)應(yīng)力，需再在140℃機(jī)械油內(nèi)進(jìn)行熱處理。本發(fā)明工藝過(guò)程的關(guān)鍵(即主要特征)是對(duì)增強(qiáng)玻璃纖維粉的予處理以及添加的方法，在添加前，合乎規(guī)格的玻璃纖維粉需經(jīng)5-25%濃度的有機(jī)硅烷處理劑處理，處理時(shí)間一般為20-60分鐘，然后經(jīng)干燥后使用;玻璃纖維粉添加于釜內(nèi)，應(yīng)注意添加后應(yīng)再繼續(xù)抽氣減壓除水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于通過(guò)玻璃纖維粉的增強(qiáng)作用，材料的抗壓強(qiáng)度和抗沖強(qiáng)度以及尺寸穩(wěn)定性均顯著提高，導(dǎo)熱性能、耐磨性能也進(jìn)一步提高。加入玻璃纖維增強(qiáng)的自潤(rùn)滑鑄型尼龍其軸向和徑向收縮率分別由MC尼龍基自潤(rùn)滑軸承材料的7.2%和4%下降到4.7和2.2%。磨損率經(jīng)測(cè)試，由MC尼龍基自潤(rùn)滑軸承材料測(cè)試壽命為鑄造青銅的50-100倍，提高到玻璃纖維增強(qiáng)自潤(rùn)滑鑄型尼龍測(cè)試壽命為鑄造青銅的200-400倍，其使用壽命明顯提高。本發(fā)明可用于工作溫度低于100℃工況下低速、中速輕重載荷的無(wú)油潤(rùn)滑另件材料，如果在有油潤(rùn)滑條件下工作，其機(jī)械效率和應(yīng)用范圍將可得到進(jìn)一步提高和擴(kuò)大。通過(guò)組分配比的調(diào)節(jié)，本發(fā)明材料除作為軸承外，還可用于制作大型齒輪，減速器的蝸輪、軸套、托輥和托輪等零件。實(shí)例離心澆鑄玻璃纖維增強(qiáng)自潤(rùn)滑鑄型尼龍(一)配比(見(jiàn)表1)表1離心澆鑄玻璃纖維增強(qiáng)自潤(rùn)滑鑄型尼龍配比</tables>(二)控制條件1.有機(jī)硅烷處理劑(kH550)處理玻璃纖維時(shí)間20-60分鐘2.己內(nèi)酰胺熔融加熱溫度90-100℃3.三次減壓除水(1)除水時(shí)間15-20分鐘;溫度130-140℃;真空度750毫米汞柱。(2)除水時(shí)間15-20分鐘;溫度140-146℃;真空度750毫米汞柱。(3)除水時(shí)間20分鐘;溫度150℃左右;真空度750毫米汞柱;保持時(shí)間15分鐘。4.模具予熱溫度165-175℃5.聚合成型時(shí)間30-40分鐘6.催化劑及助催化劑加量(1)固體氫氧化鈉(催化劑)投入己內(nèi)酰胺量的千分之三;(2)甲苯二異氰酸酯(助催化劑)投入己內(nèi)酰胺量的千分之三。(三)綜合機(jī)械物理性能(見(jiàn)表2)表2綜合機(jī)械物理性能表〔注〕摩擦系數(shù)測(cè)試條件MC尼龍基自潤(rùn)滑軸承材料，負(fù)荷16公斤力/厘米2·2小時(shí)涂油;增強(qiáng)自潤(rùn)滑鑄型尼龍，負(fù)荷50公斤力/厘米2·2小時(shí)，干摩擦。權(quán)利要求1.一種以已內(nèi)酰胺為基本原料，添加固體潤(rùn)滑劑，采用離心澆注方法制得的自潤(rùn)滑鑄型尼龍，其特征在于所述的自潤(rùn)滑鑄型尼龍中還添加了作為增強(qiáng)材料的玻璃纖維粉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤(rùn)滑鑄型尼龍，其特征在于添加的固體潤(rùn)滑劑是二硫化鉬、石墨和氮化硼;3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自潤(rùn)滑鑄型尼龍，其特征在于所述的自潤(rùn)滑鑄型尼龍中，添加了防老化材料，例如穩(wěn)定劑高耐磨炭黑;4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的自潤(rùn)滑鑄型尼龍，其特征在于其組分配比(重量份)是可以調(diào)節(jié)的，最佳配比(重量份)是己內(nèi)酰胺100，玻璃纖維2～8，二硫化鉬2～3，石墨0.5～0.8氮化硼0.3～0.5;5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的自潤(rùn)滑鑄型尼龍，其特征在于玻璃纖維粉經(jīng)有機(jī)硅烷處理劑處理，處理時(shí)間20～60分鐘;6.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4或5所述的自潤(rùn)滑鑄型尼龍，其特征在于玻璃纖維粉添加于釜內(nèi)后，應(yīng)繼續(xù)抽氣減壓除水;7.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4或5或6所述的自潤(rùn)滑鑄型尼龍，其特征在于其還可用于制作大型齒輪、減速器的蝸輪、軸套、托輥和托輪等零件。全文摘要本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)自潤(rùn)滑鑄型尼龍及其制作工藝。通過(guò)玻璃纖維的增強(qiáng)作用，該材料不僅具有自潤(rùn)滑性而且其抗壓強(qiáng)度、抗沖強(qiáng)度、耐熱、耐磨減摩性能以及尺寸穩(wěn)定性比MC尼龍基自潤(rùn)滑軸承材料均顯著提高，從而擴(kuò)大了作為耐磨減摩零件的應(yīng)用范圍。本發(fā)明材料可用于工作溫度低于100℃工況下低速、中速輕重載荷的無(wú)油潤(rùn)滑零件材料，如果在有油潤(rùn)滑條件下工作，其機(jī)械效率和應(yīng)用范圍將得到進(jìn)一步提高和擴(kuò)大。文檔編號(hào)C08J5/16GK1032345SQ87105909公開(kāi)日1989年4月12日申請(qǐng)日期1987年9月29日優(yōu)先權(quán)日1987年9月29日發(fā)明者華洪良申請(qǐng)人:華洪良