本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合材料滑動(dòng)軸瓦的制備方法。

背景技術(shù)：

水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承常規(guī)使用的巴氏合金軸瓦，由于對(duì)操作要求高，維修保養(yǎng)困難，運(yùn)行可靠性差等缺點(diǎn)，近年來，已逐漸被聚四氟乙烯材料軸瓦取代，而聚四氟乙烯材料極難與其它材料牢固地粘接，人們只能把聚四氟乙烯與青銅質(zhì)多孔層（銅絲或銅粉制成）壓合或燒結(jié)在一起，然后青銅層與鋼質(zhì)瓦基通過燒結(jié)或焊接工藝使瓦面與瓦基連接在一起，工藝非常復(fù)雜，成本高。盡管人們后來也嘗試把瓦基材料表面加工成燕尾槽結(jié)構(gòu)，然后安裝聚四氟乙烯瓦面來避免青銅質(zhì)過渡層，但燕尾槽的加工及安裝對(duì)工藝技術(shù)要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種高分子復(fù)合材料軸瓦的制備方法，該方法制備的軸瓦以高分子復(fù)合材料作為瓦面材料，金屬為瓦基襯底材料。本發(fā)明生產(chǎn)的軸瓦產(chǎn)品的綜合性能明顯優(yōu)于巴氏合金軸瓦和以往普通的彈性金屬塑料瓦。

本發(fā)明提供的一種高分子復(fù)合材料軸瓦的制備方法，包括如下步驟：

將圖4所示的模具在熱壓機(jī)上充分預(yù)熱，在模具內(nèi)壁涂抹脫模劑，將表面處理好的軸瓦基底（1）至于模具底板上（5），在軸瓦基底表面均勻涂抹一層熱熔膠（2），調(diào)節(jié)模具定位銷（7）在適當(dāng)位置，確保軸瓦表面材料厚度。然后將高分子復(fù)合材料前驅(qū)體放/倒于模具腔體內(nèi)，加上模具壓力板（6），加熱至聚合物前驅(qū)體全部處于流動(dòng)態(tài)，熱壓機(jī)從模具壓力板上板（12）加壓，過量的聚合物前驅(qū)體溶液及氣體從排氣孔（9）排出，壓力板下壓板壓至定位銷后，保持當(dāng)前溫度和壓力一定時(shí)間至高分子復(fù)合材料固化完全，從熱壓機(jī)上取下模具，利用撬棍通過脫模孔（10）脫模，取出軸瓦產(chǎn)品。

優(yōu)選地，當(dāng)高分子復(fù)合材料層的厚度大于5厘米時(shí)，它與金屬瓦基襯底之間可以另加被拉螺釘（4）輔助兩相材料進(jìn)一步固定。

優(yōu)選地，金屬瓦基（1）的表面可以通過噴砂、打磨或刻蝕等加工工藝制備成不同的表面形貌，表面可以是規(guī)則的圖案，也可以是不規(guī)則的粗糙表面（如圖1）。

優(yōu)選地，金屬瓦基表面涂刷的熱熔膠（2）可以是環(huán)氧類，聚氨酯類或任何與高分子復(fù)合材料層相對(duì)應(yīng)的耐熱型粘合劑。

優(yōu)選地，高分子復(fù)合材料瓦面（3）可以是以聚氨酯、聚醚酮、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚芳基酯等多種工程塑料為基體材料，添加助劑可以是二硫化鉬、聚四氟乙烯、石墨、碳纖維、銅粉、玻璃纖維、芳綸纖維、無機(jī)晶須等中的一種或幾種。

優(yōu)選地，軸瓦可以為任意形狀，模具可以根據(jù)軸瓦的形狀和尺寸來加工。

優(yōu)選地，高分子復(fù)合材料前驅(qū)體可以通過混煉好的橡膠生膠，也可是混有助劑的聚合物樹脂，也可以是混好助劑的液態(tài)前驅(qū)體。

本發(fā)明提供的一種高分子復(fù)合材料軸瓦的制備方法，其優(yōu)勢在于：瓦面的高分子復(fù)合材料在加工成型過程當(dāng)中，可以直接與瓦基襯底固化為一體，同時(shí)，通過對(duì)瓦基表面進(jìn)行不同表面加工處理，進(jìn)一步保證了軸瓦在使用中的安全性和可靠性，完全不需要依托青銅質(zhì)多孔過渡層，簡化了軸瓦結(jié)構(gòu)，使用可靠性更高，不必再消耗大量的手工勞動(dòng)來制作，也降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中瓦基表面結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明中高分子復(fù)合材料軸瓦結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中含螺釘?shù)母叻肿訌?fù)合材料軸瓦結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中高分子復(fù)合材料軸瓦制備模具示意圖。圖中，金屬瓦基1、瓦基表面粘合劑2、高分子復(fù)合材料瓦面3、被拉螺釘4、模具底面5、模具壓力板下板6、模具可調(diào)定位銷7、模具側(cè)面8、模具排氣孔9、模具脫?？?0、模具壓力板中間支柱11、模具壓力板上板。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖2所示的一種聚氨酯復(fù)合材料軸瓦，首先將白鋼材料的瓦基表面通過噴砂處理，用溶劑除去表面的油脂，噴涂一層環(huán)氧樹脂粘合劑，然后將瓦基粗糙面朝上放入模具中，整個(gè)模具在熱壓機(jī)上180℃預(yù)熱1小時(shí)以上。將混有二硫化鉬，碳纖維的聚醚酮樹脂（型號(hào)為021CF30，購于長春吉大特塑工程研究有限公司）加在模具中，380℃加熱2小時(shí)候后，加壓合模，380℃熱壓1小時(shí)，降溫后減壓脫模，得到軸瓦制品。

測試本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的高分子復(fù)合材料軸瓦樣品的硬度為70 shore D（GB/T2411-2008）；干態(tài)磨損系數(shù)為1.2×10^-9 cm³/N.m (GB/T 3960-1983)；干摩擦系數(shù)為0.02~0.12，水潤滑摩擦系數(shù)為0.001~0.009 (GB/T 3960-1983)。高分子復(fù)合材料層與基底通過剝離試驗(yàn)證實(shí)合格（GB/T2792-2014）。

實(shí)施例2

如圖2所示的一種聚氨酯復(fù)合材料軸瓦，首先將白鋼材料的瓦基表面通過磨砂機(jī)打磨處理，用溶劑除去表面的油脂，噴涂一層聚氨酯粘合劑，然后將瓦基粗糙面朝上放入模具中，整個(gè)模具在熱壓機(jī)上110℃預(yù)熱1小時(shí)以上。將混有二硫化鉬，玻璃纖維的聚氨酯混煉膠（編號(hào)為53014495916，購于南京思凱橡塑制品有限公司）加在模具中，110℃加熱0.5小時(shí)候后，加壓合模，110℃熱壓1小時(shí)，降溫后減壓脫模，得到軸瓦制品。

測試本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的高分子復(fù)合材料軸瓦樣品的硬度為60 shore D（GB/T2411-2008）；干態(tài)磨損系數(shù)為1.2×10^-9 cm³/N.m (GB/T 3960-1983)；干摩擦系數(shù)為0.01~0.10，水潤滑摩擦系數(shù)為0.002~0.008 (GB/T 3960-1983)。高分子復(fù)合材料層與基底通過剝離試驗(yàn)證實(shí)合格（GB/T2792-2014）。

實(shí)施例3

如圖2所示的一種聚氨酯復(fù)合材料軸瓦，首先將白鋼材料的瓦基表面通過噴砂處理，用溶劑除去表面的油脂，噴涂一層聚氨酯粘合劑，然后將瓦基粗糙面朝上放入模具中，整個(gè)模具在熱壓機(jī)上120℃預(yù)熱1小時(shí)以上。將混有二硫化鉬，四氟乙烯微粉的混煉好的丁晴橡膠（型號(hào)為MN90，購于天津國成橡膠工業(yè)有限公司）加在模具中，130℃加熱0.5小時(shí)候后，加壓合模，120℃熱壓1小時(shí)，降溫后減壓脫模，得到軸瓦制品。

測試本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的高分子復(fù)合材料軸瓦樣品的硬度為95 shore A（GB/T2411-2008）；干態(tài)磨損系數(shù)為1.2×10^-9cm³/N.m (GB/T 3960-1983)；干摩擦系數(shù)為0.01~0.12，水潤滑摩擦系數(shù)為0.002~0.009 (GB/T 3960-1983)。高分子復(fù)合材料層與基底通過剝離試驗(yàn)證實(shí)合格（GB/T2792-2014）。