合成树脂复合材料、由其形成的轴承及其制备方法技术

供滑动轴承制造的树脂复合材料由树脂和分散于树脂中的ＲＢＣ或ＣＲＢＣ的细颗粒组成。所述树脂复合材料可模制成滑动轴承。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于轴承的、具有单摩擦性的合成树脂复合材料，更具体地说涉及由其模制得到的轴承如滑动轴承。
技术介绍
轴承被称为将一个部件相对于另一部件以可能相对运动的方式定位的工具。这种相对运动及其类型由如何使用轴承来确定。借助确定轴承必须完成的机械作用、轴承的寿命和可靠性要求，以及轴承的环境来设计轴承，所述条件包括温度、腐蚀气氛、和振动。一种轴承是滑动轴承，其中轴承的元件通常由润滑剂膜分开(例如油或油脂)并且其中滑动是主要的要素(element)。另一种轴承是辊动-要素轴承。滑动轴承包括其中主运动是一个表面在另一表面上滑动的所有种类的轴承。用来在径向使轴或可活动部件定位的套筒轴承是滑动轴承的一个例子。滚动-要素轴承(rolling-element bearings)包括球轴承，滚柱轴承，和滚针轴承。滚珠轴承和滚柱轴承均制备并设计用来支承径向或者推力载荷或者两者。滚针轴承通常只限于径向载荷。滑动轴承通常需要相当多的润滑剂(例如油)，以便在表面之间维持润滑油膜。润滑剂可有很多，从所述类型的液体(包括水、油、皂、润脂油)和空气到固体润滑剂如石墨和二硫化钼。除非载荷很低，否则在润滑剂膜中产生的、支承载荷的压力还将把润滑剂从轴承中挤出。以这种方式损失的润滑剂必须连续地补充。合成树脂，如聚酰胺类、聚酯类和聚烯烃类(如聚丙烯、聚乙烯)和聚缩醛类已知用于制备滑动构件，例如滑动轴承。聚酰胺类，特别是耐纶66由于其机械、化学和物理性能，因此是优选的，它们尤其可用于滑动轴承。例如参见Toku Kai Hei5-32797的官方出版物。还知道RBC(RB陶瓷)和CRBC(CRB陶瓷)可作为可模塑碳材。例如参见Kazuo Hokkirigawa，Kino Zairyo的″功能性材料(Functional Materials)″，Vol.17，No.5，pp.24-28(1997.5)。润滑剂树脂复合材料也是已知的。借助将5-40体积份固体润滑剂添加至100体积份纤维增强树脂中而制备所述这些复合材料，其中所述纤维增强树脂由60-95体积％合成树脂和40-5体积％碳纤维制成。例如参见Toku Kai Hei7-268126的官方出版物。
技术实现思路
业已发现，合成树脂复合材料，尤其是在一定范围内包含RBC或CRBC作为填料的聚酰胺复合材料具有可用来制备滑动轴承的单摩擦性。更具体地说，本专利技术涉及用于滑动轴承的合成树脂复合材料，其中含有均匀分散于树脂中的RBC或CRBC细颗粒。优选的是，所述颗粒和树脂之间的质量比在30-70∶70-30。优选的是，RBC或CRBC细颗粒的平均粒径约300μm或更小，并且优选在约10-200μm的范围内。另外，本专利技术还涉及由所述合成树脂复合材料制得的滑动轴承。根据下面优选实施方案的说明，本专利技术的其它特征和优点将变得显而易见。附图说明图1A一般地阐明了测试由本专利技术复合材料形成的试验片摩擦特性的摩擦试验。图1B一般地阐明了测试由本专利技术复合材料形成的试验片摩擦特性的另一摩擦试验。图2是显示没有润滑作用时摩擦系数和滑动速度之间关系的图表。图3是显示有酯油润滑作用时摩擦系数和滑动速度之间关系的图表。图4是显示没有润滑作用时的比磨损率和RBC或CRBC含量之间关系的图表。图5是显示有酯油润滑作用时的比磨损率和RBC或CRBC含量之间关系的图表。图6显示本专利技术的套筒轴承和轴。具体实施例方式在本专利技术优选的实施方案中使用RBC和CRBC材料。由于RBC和CRBC具有如下性能，因此它们是有利的1.它们非常硬；2.当将它们制成粒料时，其形状是不规则的；3.其膨胀系数极小；4.它们是导电的；5.它们的比重低，并且是轻质和多孔的；6.其摩擦系数极小；并且7.其摩擦阻力优异。此外，由于所述材料以米糠为基础，因此对地球环境没有副作用，并且它们起保护自然资源的作用。为了生产RBC或CRBC，优选将米糠用作原材料，这是因为其成本低。仅在日本，以其它加工副产品的形式每年将排出900,000吨，而全世界每年将排出33,000,000吨。RBC例如是由下列方法制得的碳材料将脱脂糠、优选由米糠制得的脱脂糠(脱脂米糠)与热固化的或热固性树脂混合并捏合，在加压下对混合物进行模制，干燥模制产品，然后在惰性气体气氛中燃烧干燥产品、例如焙烧。参见KazuoHokkirigawa，Kino Zairyo的″功能性材料(Functional Materials)″，Vol.17，No.5，pp.24-28(1997.5)。优选的是，与脱脂米糠混合的热固性树脂能够是通过加热固化的或热固化的任何树脂。优选的树脂包括但是不局限于酚醛树脂，邻苯二甲酸二芳酯树脂，不饱和聚酯树脂，环氧树脂类，聚酰亚胺，三嗪树脂等等。酚醛树脂特别是甲阶酚醛树脂(酚醛树脂A)是尤其优选的。另外也可加入一种或多种热塑性树脂，如聚酰胺等等。优选的是，脱脂糠与热固性树脂的混合比约为50-90∶50-10(50∶50-90∶10)。更为优选的比例约75∶25。一旦混合之后，在加压下对脱脂糠和树脂进行模制，粉碎(碾碎)，然后在转窑中燃烧，例如焙烧。优选的是，燃烧温度在约700-1000℃的范围内。燃烧时间在约40-140分钟的范围内。当制备RB陶瓷时，在加压下制得的模制品的尺寸和已经在惰性气体气氛中燃烧的最终模制品尺寸之间的收缩比可相差高达25％。因此，难于精确地制备模制品。业已开发出了CRB陶瓷(CRBC)以减少所述问题。CRBC是在RBC基础上改进的碳材料。它是黑色、多孔树脂。CRB陶瓷的收缩比极小，即小于3％。为制备CRBC，例如将脱脂糠(优选地还是由米糠得到的脱脂糠)和热固性树脂混合并捏合，然后在约700-1000℃下，在惰性气体气氛下，在转窑中进行首次燃烧，例如焙烧。优选的是，热固性树脂是低分子量液体树脂。燃烧时间约40-120分钟。然后，将得到的材料粉碎至小于100目，以得到碳化粉末。接着，将粉末与热固性树脂混合，并在20-30Mpa、优选约21-25Mpa的压力下进行模制。然后，在约300-1100℃的温度下，在惰性气体气氛下，再次对模制品进行热处理，例如培烧。优选的是，金属模具的温度约为150℃或更高。用于热处理的惰性气体可以是氦、氩、氖、或者氮。氮气是优选的。对于第二次热处理，通常使用令人满意地控制的电炉。模制品的热处理时间约为60-360分钟。在热处理期间，炉温应相当缓慢地升高至500℃。优选的是，所述温度应当以每分钟约0.5-3℃、更优选以每分钟1℃的速率升高。优选的是，在热处理之后，相当慢地将炉温降低，直至温度达到约500℃为止。在500℃以下，可将混合物搁置以便自然冷却。优选的是，以每分钟约0.5-4℃的速率，将炉温降至500℃。更优选的是，以每分钟约1℃的速率进行降温。优选的是，在模塑后，RBC或CRBC在100℃以上的温度下进行干燥。在优选的实施方案中，本专利技术的复合材料包括RBC或CRBC的细颗粒，例如分散于合成树脂组合物中的粉末。优选的是，所述细颗粒构成约30-70％重量的复合材料，例如，细颗粒和树脂之间的重量或质量比应当在约30-70∶70-30(约30∶70至约70∶30)。更优选的是，RBC或CRBC细颗粒应当构成约45-55％重量，这是特别优选的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承装置，包含： 至少一个轴承组件，其中至少一部分轴承组件由复合材料构成，所述复合材料包括分散于树脂中的ＲＢＣ和ＣＲＢＣ的至少一种。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：掘切川一男，秋山元治，河村名展，
申请(专利权)人：美蓓亚株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]