金屬塑料複合材料軸承及其製造方法
2023-12-11 03:05:07
專利名稱：金屬塑料複合材料軸承及其製造方法
技術領域：
本發明涉及複合材料軸承領域，具體而言，涉及一種金屬塑料複合材料軸承及其製造方法。
背景技術：
目前，金屬與非金屬所形成的複合材料軸承的結構很多，如中國專利號ZL98114436. 5專利文件中公開的彈性金屬塑料瓦，彈性金屬塑料瓦由金屬絲纏繞的小彈簧形成的多孔彈性墊，在其表面複合一定厚度的改性聚四氟乙烯塑料，再與鋼基體釺焊形成的彈性金屬塑料複合材料，該材料可製成金屬塑料推力軸承、金屬塑料徑向軸承等。但是該彈性金屬塑料瓦由小彈簧形成的多孔彈性墊，其表面平整性和密度均勻性不能達到理想狀況。
現有技術中還公開了一種網狀複合材料襯套，採用單層銅網做骨架，在其表面複合改性聚四氟乙烯塑料，經燒結、軋制形成薄壁自潤滑複合材料，再卷製成襯套。在該網狀複合材料襯套種，採用單層銅網做骨架，與改性聚四氟乙烯塑料複合後，其壁厚僅O. 5_，卷製成型的開口軸承整體剛性不好，尺寸穩定性差，且表麵塑料層太薄，一般在O. Imm以下，使用壽命有限。該複合材料只能製造直徑較小的襯套，僅用於無間隙配合擺動速度較低的使用工況。
發明內容
本發明旨在提供一種剛度大、尺寸穩定性高的金屬塑料複合材料軸承及其製造方法，以金屬塑料複合材料軸承尺寸穩定性差的問題。本發明一方面提供了一種金屬塑料複合材料軸承，包括金屬網骨架，金屬網骨架中填充工程塑料並在金屬網骨架表面形成工程塑料層，金屬網骨架包括多層疊放的金屬網。進一步地，金屬網採用金屬絲編織，金屬絲為錫青銅絲或黃銅絲或低碳鋼絲。進一步地，金屬絲的直徑為O. 2mm至O. 4mm;金屬網的網孔目數為20至60目。進一步地，金屬網骨架包括2至5層疊放的金屬網，相鄰的兩層金屬網的經緯線方向交錯30°至60°。進一步地，相鄰的兩層金屬網的經緯線方向交錯45°。進一步地，金屬網為3層，包括一層低碳鋼絲網底層和疊放在低碳鋼絲網底層上的兩層錫青銅絲網層。進一步地，金屬塑料複合材料軸承還包括位於金屬網骨架底側的鋼瓦基。進一步地，鋼瓦基與金屬網骨架釺焊連接。本發明另一方面還提供了一種金屬塑料複合材料軸承的製造方法，包括以下步驟步驟SI :將多層金屬網疊放形成金屬網骨架；步驟S2 :對金屬網骨架填充工程塑料，並燒結塑化形成表面具有工程塑料層的金屬網塑料複合材料板材；步驟S3 :將金屬網塑料複合材料板材加工形成金屬塑料複合材料軸承。進一步地，步驟SI具體包括以下步驟步驟Sll :將相鄰兩層的金屬網按照不同的方向裁剪成條狀；步驟S12 :將成條狀的金屬網處理併疊放；步驟S13 :將疊放完成的金屬網放置在石墨板上，並在頂層金屬網上再放置一塊石墨板燒結形成金屬網骨架10。進一步地，步驟S2具體包括以下步驟步驟S21 :將金屬網骨架10放置成型模具內，在其表面鋪撒工程塑料，並模壓成型；步驟S22 :將模壓成型的複合板料放置在氣體保護爐或真空爐中燒結塑化，製成金屬網塑料複合材料板材。進一步地，步驟S3包括將金屬網塑料複合材料板材裁剪並與鋼瓦基釺焊結合形成金屬塑料複合材料軸承。
根據本發明的金屬塑料複合材料軸承及其製造方法，由於金屬網骨架採用多層疊放的金屬網，並在金屬網骨架中填充工程塑料且形成工程塑料層，有效地增強了金屬網塑料複合材料的整體剛性，具有較好的尺寸穩定性，提高了軸承的精度，從而提高軸承的使用範圍。
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I是根據本發明的金屬塑料複合材料軸承的第一實施例的結構示意圖；圖2是根據本發明的金屬塑料複合材料軸承的第二實施例的結構示意圖；圖3是根據本發明的金屬塑料複合材料軸承的第三實施例的結構示意圖；圖4是根據本發明的金屬塑料複合材料軸承的第四實施例的結構示意圖；以及圖5是根據本發明的金屬塑料複合材料軸承的第五實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。如圖I所示，根據本發明的金屬塑料複合材料軸承，包括金屬網骨架10，金屬網骨架10中填充工程塑料並在所述金屬網骨架10表面形成工程塑料層20，金屬網骨架10包括多層疊放的金屬網。本發明中，疊放的多層金屬網經過燒結形成金屬網骨架，然後在金屬網骨架表面鋪撒填充工程塑料，經模壓、燒結塑化形成疊層金屬網塑料複合材料，然後經過裁剪、卷制等工序製造形成不同類型的軸承。由於金屬網骨架採用多層疊放的金屬網，並在金屬網骨架中填充工程塑料，有效地增強了金屬網塑料複合材料的整體剛性，從而使金屬網塑料複合材料裁剪成型，然後卷製成開口軸承後，具有較好的尺寸穩定性，提高了軸承的精度，從而提高軸承的使用範圍，相比現有技術的軸承僅適用擺動速度較低的使用工況，本發明的軸承能夠適用於迴轉使用工況。在本發明中，金屬網採用金屬絲編織，金屬絲為錫青銅絲或黃銅絲或低碳鋼絲。從而使金屬網具有較好的剛度、耐磨性能等。金屬絲的直徑為O. 2mm至O. 4mm ;金屬網的網孔目數為20至60目，合適的網孔目數能夠較好的提高金屬網的剛度，而且方便填充工程塑料。一般地，金屬網骨架10包括2至5層疊放的金屬網，相鄰的兩層金屬網的經緯線方向交錯30°至60°。從而使相鄰兩層金屬網的上的網眼相互錯開，從而能夠更進一步地提高金屬網疊放之後的剛度。多層金屬網可全部採用錫青銅絲或黃銅絲編織的金屬網，或者I至2層採用低碳鋼絲網，3至5層採用錫青銅絲或黃銅絲編織的金屬網。下層的金屬網(卷製成軸承後位於外周側)的網孔目數一般為40至60目，3至5層金屬網的網孔目數一般為20至30目。更優選地，相鄰的兩層金屬網的經緯線方向交錯45°。從而使相鄰的兩側的金屬網上的網眼相互均勻的錯開，從而使金屬網的性能更均勻。金屬網骨架10填充工程塑料後形成的複合材料可直接卷製成型薄壁疊層金屬網複合材料軸承；也可以與2_至5_低碳冷軋鋼板或與不同幾何形狀、不同厚度的鋼瓦基，採用常規的釺焊工藝技術進行焊接成一體，經卷製成型、機械精加工，製成不同類型的疊層金屬網複合材料軸承或軸瓦。本發明還提供了一種前述的金屬塑料複合材料軸承的製造方法，主要包括以下步驟步驟SI :將多層金屬網疊放形成金屬網骨架10 ;步驟S2 :對金屬網骨架10填充工程塑料，並燒結塑化形成表面具有工程塑料層20的金屬網塑料複合材料板材；步驟S3 :將金屬網塑料複合材料板材加工形成金屬塑料複合材料軸承。具體地，如圖I所示，本發明的金屬塑料複合材料軸承的第一實施例中，採用金屬 網骨架10填充工程塑料後形成的複合材料直接卷製成金屬塑料複合材料軸承。以金屬網骨架10採用三層金屬網疊放為例，製作第一實施例的軸承具體包括以下步驟步驟一裁剪金屬網。將網孔目數為20目錫青銅絲網按經緯線方向裁剪成條狀；網孔目數為20目錫青銅絲網按與經緯線交錯成45°方向裁剪成條狀；網孔目數為40目低碳鋼絲網按經緯線方向裁剪成條狀。由於裁剪方向不同，從而使疊放後的金屬網的經緯線方向相互交錯。步驟二 對裁剪成型的金屬網處理，主要包括將條狀金屬網調平，去除金屬網表面的油汙，為燒結前做好準備工作。步驟三將金屬網相互疊放，底層為網孔目數為40目的低碳鋼絲網，與經緯線成45°的網孔目數為20目錫青銅絲網位於中間層，頂層為網孔目數為20目錫青銅絲網。即以低碳鋼絲網為底層，捲紙成開口軸承後，底層位於外周側，能夠起到較好的支撐作用。將疊層金屬網放置在厚度為2(T40mm石墨板上，頂層金屬網上再放置一塊石墨板後，將整體放置於氣體保護燒結爐或真空爐中，燒結溫度設定為金屬絲的擴散溫度按常規燒結工藝技術進行燒結。金屬網放在石墨板上，能夠避免底部的金屬網與爐膛直接接觸，從而防止在放置和取出金屬網的過程中，爐膛與金屬網產生摩擦，方便工件進、出爐，並能夠使整個金屬網受熱更加均勻。在頂層金屬網上再放置一塊石墨板，對金屬網產生一定的壓力，防止在燒結過程中，金屬網產生翹曲。多層金屬網還可以採用滾壓電阻焊連線焊接形成金屬網骨架10，採用滾壓電阻焊連續焊接，可以實現連續在線生產。步驟四將燒結後的疊層金屬網骨架10進行調平，待與工程塑料複合。步驟五複合與壓制，將金屬網骨架10放置成型模具內，在其表面鋪撒填充工程塑料(如添加聚苯脂、高強纖維來提高性能的改性聚四氟乙烯)，用壓力設備模壓成型，成型壓力50MPa，聚四氟乙烯層厚度約為O. 3 1mm。步驟六燒結塑化，將壓製成型的複合板料放置在氣體保護爐或真空爐中，在氣體保護或真空條件按聚四氟乙烯的常規現有工藝技術進行燒結塑化，製成金屬網塑料複合材料。步驟七將疊層金屬網塑料複合材料板材按圖樣尺寸要求進行裁剪，經卷製成型、精加工、製成完成第一實施例的金屬網複合材料軸承。如圖2至4所示，本發明的金屬塑料複合材料軸承的第二至四實施例中，在第一實施例的軸承的基礎上，將金屬網塑料複合材料與不同幾何形狀的鋼瓦基經釺焊結合在一起，經機械精加工製成不同規格的剖分徑向軸瓦(如圖2所示)、推力軸瓦(如圖3所示)、分塊導軸瓦(如圖4所示)。以金屬網骨架10採用三層金屬網疊放為例，製作第二至四實施例的軸承具體包括以下步驟步驟一按照第一實施例中的步驟一至六，製成金屬網塑料複合材料。步驟二 釺焊複合。將金屬網塑料複合材料板材與不同幾何形狀鋼瓦基按常規釺焊工藝技術進行焊接為一體，按圖樣尺寸要求精加工，完成製作推力軸瓦、剖分徑向軸瓦、分塊導軸瓦。如圖5所示，本發明的金屬塑料複合材料軸承的第五實施例中，鋼瓦基採用冷軋 低碳鋼板，將金屬網塑料複合材料與冷軋低碳鋼板經釺焊結合在一起，形成鋼背金屬網塑料複合材料，按圖樣尺寸要求進行裁剪、卷製成型、精加工製成不同規格的鋼背複合材料軸承。以金屬網骨架10採用三層金屬網疊放為例，製作第五實施例的軸承具體包括以下步驟步驟一按照第一實施例中的步驟一至六，製成金屬網塑料複合材料。步驟二 釺焊複合。將金屬網塑料複合材料與厚度為2mm低碳冷軋鋼板按常規釺焊工藝技術焊接為一體，形成鋼背金屬網塑料複合材料板材。步驟三將鋼背金屬網塑料複合材料板材按圖樣尺寸要求進行裁剪，經卷製成型、機械精加工、完成製作鋼背金屬塑料複合材料軸承。從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果根據本發明的金屬塑料複合材料軸承，由於金屬網骨架採用多層疊放的金屬網，並在金屬網骨架中填充工程塑料，有效地增強了金屬網塑料複合材料的整體剛性，從而使金屬網塑料複合材料裁剪成型，然後卷製成開口軸承後，具有較好的尺寸穩定性，提高了軸承的精度，從而提高軸承的使用範圍，相比現有技術的軸承僅適用擺動速度較低的使用工況，本發明的軸承能夠適用於迴轉使用工況。本發明的金屬塑料複合材料軸承的製造工藝簡單、成本低，產品具有低摩擦、自潤滑、耐磨損、高承載、減震、不損傷對磨軸頸等優點，產品適應於流體動壓潤滑或無油潤滑條件工作。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種金屬塑料複合材料軸承，包括金屬網骨架(10)，所述金屬網骨架(10)中填充工程塑料並在所述金屬網骨架(10)表面形成工程塑料層(20)，其特徵在於，所述金屬網骨架(10)包括多層疊放的金屬網。
2.根據權利要求I所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於， 所述金屬網採用金屬絲編織，所述金屬絲為錫青銅絲或黃銅絲或低碳鋼絲。
3.根據權利要求2所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於， 所述金屬絲的直徑為O. 2mm至O. 4mm ； 所述金屬網的網孔目數為20至60目。
4.根據權利要求I所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於， 所述金屬網骨架(10)包括2至5層疊放的所述金屬網，相鄰的兩層所述金屬網的經緯線方向交錯30°至60°。
5.根據權利要求4所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於， 相鄰的兩層所述金屬網的經緯線方向交錯45°。
6.根據權利要求4所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於， 所述金屬網為3層，包括一層低碳鋼絲網底層和疊放在所述低碳鋼絲網底層上的兩層錫青銅絲網層。
7.根據權利要求I所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於， 所述金屬塑料複合材料軸承還包括位於所述金屬網骨架(10 )底側的鋼瓦基(30 )。
8.根據權利要求7所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於， 所述鋼瓦基(30)與所述金屬網骨架(10)釺焊連接。
9.一種金屬塑料複合材料軸承的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟SI :將多層金屬網疊放形成金屬網骨架(10)； 步驟S2:對所述金屬網骨架(10)填充工程塑料，並燒結塑化形成表面具有工程塑料層(20)的金屬網塑料複合材料板材； 步驟S3 :將金屬網塑料複合材料板材加工形成金屬塑料複合材料軸承。
10.根據權利要求9所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於，所述步驟SI具體包括以下步驟 步驟Sll :將相鄰兩層的金屬網按照不同的方向裁剪成條狀； 步驟S12 :將成條狀的所述金屬網處理併疊放； 步驟S13 :將疊放完成的金屬網放置在石墨板上，並在頂層金屬網上再放置一塊石墨板燒結形成金屬網骨架(10)。
11.根據權利要求10所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於，所述步驟S2具體包括以下步驟 步驟S21 :將金屬網骨架10放置成型模具內，在其表面鋪撒工程塑料，並模壓成型；步驟S22 :將模壓成型的複合板料放置在氣體保護爐或真空爐中燒結塑化，製成金屬網塑料複合材料板材。
12.根據權利要求11所述的金屬塑料複合材料軸承，其特徵在於，所述步驟S3包括 將金屬網塑料複合材料板材裁剪並與鋼瓦基釺焊結合形成金屬塑料複合材料軸承。
全文摘要
本發明提供了一種金屬塑料複合材料軸承及其製造方法。根據本發明的金屬塑料複合材料軸承，包括金屬網骨架，金屬網骨架中填充工程塑料並在金屬網骨架表面形成工程塑料層，金屬網骨架包括多層疊放的金屬網。根據本發明的金屬塑料複合材料軸承及其製造方法，由於金屬網骨架採用多層疊放的金屬網，並在金屬網骨架中填充工程塑料且形成工程塑料層，有效地增強了金屬網塑料複合材料的整體剛性，從而使金屬網塑料複合材料裁剪成型，具有較好的尺寸穩定性，提高了軸承的精度，從而提高軸承的使用範圍。
文檔編號B23K1/00GK102966667SQ20121048689
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者孫成玉, 範晶昌, 孫頔, 丁家寶 申請人:大連三環複合材料技術開發有限公司