【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料制备，具体涉及一种树脂基复合材料的制备方法、油膜轴承衬套及应用。
技术介绍
1、滑动油膜轴承以其卓越的润滑效果，在低速、重载以及高精密度的机械仪器和设备上得到了广泛的应用。这种轴承不仅能够有效减少摩擦和磨损，还能提高机械的运行效率和稳定性。其中，衬套作为油膜轴承的核心承载部件，其设计与制造对轴承的性能有着至关重要的影响。
2、衬套主要由外层钢套和内层耐磨材料组成，这两部分协同工作，共同支撑轴承的运转。内层耐磨材料是衬套的关键组成部分，它通常由软相和硬相两种材料组成。这两种材料相互结合，形成了一种独特的结构，既能够储存润滑油，又能够形成润滑通道，从而确保轴承在运转过程中能够持续获得良好的润滑效果。
3、树脂基复合材料作为一种新型的轻量化材料，近年来在机械领域的应用逐渐凸显出其优势。这种材料不仅具有优良的耐疲劳、耐腐蚀和阻尼减震性能，而且可以通过调整配方和工艺来优化其力学性能，以适应不同的应用场景。因此，设计一种专用的树脂基复合材料显得尤为重要。比如中国专利cn201811289105.8，一种耐高温氧化铝-酚醛环氧树脂复合材料及其制备方法，该制备方法主要是使用偶联剂对氧化铝进行改性得到改性氧化铝，让后将其与酚醛环氧树脂、固化剂dds 混合浇注以得到耐高温氧化铝-酚醛环氧树脂复合材料。上述采用浸渍固化工艺制备的氧化铝-酚醛环氧树脂复合材料，虽然具有轻量化、强度高、耐腐蚀以及易成型等诸多优点，但也存在设计原料及工艺相对复杂，且制造成本比较高的缺点，并不利于大批量工业化生产。
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5、因此，如何设计一种具有优异性能、制备工艺简单且成本较低的树脂基复合材料，对于提升滑动油膜轴承的性能和延长其使用寿命具有重要意义。这不仅可以提高机械设备的运行效率和稳定性，还可以降低维护和更换成本，为企业带来更大的经济效益。
技术实现思路
1、针对材料轻量化的趋势以及常用耐磨材料中存在的缺陷问题，本专利技术提供了一种树脂基复合材料的制备方法、油膜轴承衬套及应用。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种油膜轴承用树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤1，将双酚a型环氧树脂加热至110℃熔化，得到熔融态双酚a型环氧树脂；
4、步骤2，将步骤1中得到的熔融态双酚a型环氧树脂与填料进行混合，其中填料颗粒的体积分数为35±0.5%，所述填料由微米级sic和al2o3粉末颗粒组成且二者的体积比为1:1；
5、步骤3，将步骤2得到的混合料搅拌2h后进行真空脱气处理，得到初级混料；
6、步骤4，将步骤3中得到的初级混料与固化剂按照体积比为10:3进行混合，搅拌20min后进行脱气处理，制备得到树脂基复合材料。
7、进一步，在步骤2中，控制填料与熔融态双酚a型环氧树脂的体积比为1:4，控制微米级sic和al2o3粉末颗粒的体积比为1:1，使两者在熔融态双酚a型环氧树脂中分布均匀，来保证固化质量和使用效果。
8、进一步，在步骤2中，所述al2o3粉末的中值粒径为8.23μm，密度为3.9g/cm3；所述sic粉末的中值粒径为9.88μm，密度为3.21g/cm3。
9、进一步，所述固化剂为熔融状态的甲基四氢苯酐。
10、进一步，在步骤3中，真空脱气处理是先搅拌20min，然后在-0.08mpa真空度下进行抽真空处理去除气泡。
11、一种油膜轴承衬套，采用上述方案中一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法制得树脂基复合材料浇注到预热后的轴承钢套模具中进行固化处理，脱模得到耐磨层为复合材料的油膜轴承衬套。
12、进一步，所述固化处理过程包括第一升温阶段、第一保温阶段、第二升温阶段、第二保温阶段以及降温阶段五个阶段，第一升温阶段是在1h内从室温升温至100℃，第一保温阶段是在温度100℃下保温15h，第二升温阶段是将温度从100℃升温至120℃，第二保温阶段是在温度120℃下保温15h，降温阶段是将温度120℃自然冷却至常温。
13、进一步，所述轴承钢套模具需要加热100℃以上。
14、一种油膜轴承衬套的应用，油膜轴承衬套采用上述技术方案中一种油膜轴承衬套的制备方法制备得到，应用于滑动油膜轴承中，成型后的油膜轴承在环氧树脂基体上均匀分布着微米级sic和al2o3粉末硬质点，这些硬质点在轴承运转过程中起到了关键的支撑作用，能够有效抵抗磨损和冲击；同时，环氧树脂基体在磨损过程中会逐渐形成储油空间和润滑通道，为轴承提供持续稳定的润滑；环氧树脂基体还具有良好的抗冲击和减震性能，在轴承受到外部冲击或震动时，基体能够有效吸收和分散这些能量，从而保护轴颈不受损伤。
15、与现有浸渍固化工艺制备方法，本专利技术具有以下优点：
16、1.本专利技术通过优化成分和制备工艺设计，在熔融态双酚a型环氧树脂中添加微米级sic和al2o3粉末颗粒的填料进行混合得到初级混料，初级混料再与熔融状态的甲基四氢苯酐进行搅拌混合、脱气处理，制备得到轻量化、强度高、耐腐蚀以及易成型的树脂基复合材料。浇注过程中，对树脂基复合材料内的两种填料颗粒的进行搅拌处理，保证陶瓷颗粒作为硬相质点均匀地分布在环氧树脂基体上。与现有浸渍固化工艺制备方法，本专利技术所使用的原料及工艺相对简单，且制造成本更低，有助于实现大批量工业化生产。
17、2.本专利技术所设计的耐磨层为复合材料的油膜轴承衬套，将真空处理过的环氧树脂和填料混合物浇注到预热后的轴承钢套模具中并固化成型而成，保证外层钢套与耐磨层紧密连接。该树脂基复合材料作为衬套耐磨层的润滑机理，其中双酚a型环氧树脂作为软相基体具有较低的硬度，使其具有良好的嵌藏性和顺应性。在轴承运行时，软相基体能够适应不同的载荷和运动状态，使复合材料整体具有非常好抗咬合性。而sic、al2o3颗粒作为硬质点在软相基体中均匀分布，形成了一种网状结构。硬质点的存在起到支承作用，有助于承载，增加了合金的硬度和耐磨性。磨合过程中，软相基体内的凹陷和硬质点的外凸形成了微小间隙。润滑油填充了软相基体和硬质点之间的间隙，形成了润滑膜，进有助于进一步减少金属表面之间的直接接触，从而减少摩擦和磨损。通过这种均匀化的设计可以实现树脂基复合材料主体结构的强度以及更好的储油效果，保证油膜轴承衬套耐磨层的使用寿命。
18、3.本专利技术所制备的油膜轴承衬套耐磨层主要是由环氧树脂基体以及微米级sic、al2o3颗粒组成，根据复合材料成型机理和耐磨材料的应用需求，填料颗粒的均匀分布能够保证耐磨层的固化质量。同时在衬套跑合磨损后，硬质颗粒的均匀分布能够保证油膜轴承良好的储油效果。
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1.一种树脂基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法，其特征在于：在步骤2中，控制填料与熔融态双酚A型环氧树脂的体积比为1:4，控制微米级SiC和Al2O3粉末颗粒的体积比为1:1，使两者在熔融态双酚A型环氧树脂中分布均匀，来保证固化质量和使用效果。
3.根据权利要求2所述的一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法，其特征在于：在步骤2中，所述Al2O3粉末的中值粒径为8.23μm，密度为3.9g/cm3；所述SiC粉末的中值粒径为9.88μm，密度为3.21g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法，其特征在于：所述固化剂为熔融状态的甲基四氢苯酐。
5.根据权利要求1所述的一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法，其特征在于：在步骤3中，真空脱气处理是先搅拌20min，然后在-0.08MPa真空度下进行抽真空处理去除气泡。
6.一种油膜轴承衬套，其特征在于：采用如权利要求1~6任意一项所述的一种树脂基复合材料的制备方法
7.根据权利要求1所述的一种油膜轴承衬套的制备方法，其特征在于：所述固化处理过程包括第一升温阶段、第一保温阶段、第二升温阶段、第二保温阶段以及降温阶段五个阶段，第一升温阶段是在1h内从室温升温至100℃，第一保温阶段是在温度100℃下保温15h，第二升温阶段是将温度从100℃升温至120℃，第二保温阶段是在温度120℃下保温15h，降温阶段是将温度120℃自然冷却至常温。
8.根据权利要求1所述的一种油膜轴承衬套的制备方法，其特征在于：所述轴承钢套模具需要加热100℃以上。
9.一种油膜轴承衬套的应用，油膜轴承衬套采用权利要求4或5所述的一种油膜轴承衬套的制备方法制备得到，应用于滑动油膜轴承中，成型后的油膜轴承在环氧树脂基体上均匀分布着微米级SiC和Al2O3粉末硬质点，这些硬质点在轴承运转过程中起到了关键的支撑作用，能够有效抵抗磨损和冲击；同时，环氧树脂基体在磨损过程中会逐渐形成储油空间和润滑通道，为轴承提供持续稳定的润滑；环氧树脂基体还具有良好的抗冲击和减震性能，在轴承受到外部冲击或震动时，基体能够有效吸收和分散这些能量，从而保护轴颈不受损伤。
...【技术特征摘要】
1.一种树脂基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法，其特征在于：在步骤2中，控制填料与熔融态双酚a型环氧树脂的体积比为1:4，控制微米级sic和al2o3粉末颗粒的体积比为1:1，使两者在熔融态双酚a型环氧树脂中分布均匀，来保证固化质量和使用效果。
3.根据权利要求2所述的一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法，其特征在于：在步骤2中，所述al2o3粉末的中值粒径为8.23μm，密度为3.9g/cm3；所述sic粉末的中值粒径为9.88μm，密度为3.21g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法，其特征在于：所述固化剂为熔融状态的甲基四氢苯酐。
5.根据权利要求1所述的一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法，其特征在于：在步骤3中，真空脱气处理是先搅拌20min，然后在-0.08mpa真空度下进行抽真空处理去除气泡。
6.一种油膜轴承衬套，其特征在于：采用如权利要求1~6任意一项所述的一种树脂基复合材料的制备方法的制备方法制得树脂基复合材料浇注到预热后的轴承钢套模具中进...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾敏，裴利霞，杜计军，周丽丹，闫浩，张旗，
申请(专利权)人：山西职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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