环保型三层复合材料及其摩擦磨损性能研究
发布时间：2022-01-03 19:31
三层复合材料作为一种特殊的自润滑复合材料,在无油润滑或供油困难的工况下显示了优异的摩擦磨损性能,因此得到了越来越广泛的应用。但是目前PTFE三层复合材料的表层成份中含有大量的铅,给环境带来的污染问题变得越来越不容忽视,实现三层复合材料的无铅或者少铅化生产迫在眉睫。本文选择了PTFE及PEEK作为三层复合材料的表层基体,对其进行无铅化改性配方设计,并系统地研究了其摩擦磨损行为。论文得出如下一些主要结论:1、考虑到三层复合材料塑化烧结工艺对材料的摩擦磨损性能有着重要的影响,因此,本文首先对三层复合材料的塑化烧结工艺做了比较详细的研究,其中包括板材的烧结温度、保温时间及冷却方式,经过实验优化,获得了最佳塑化烧结工艺。2、关于无铅三层复合材料的配方主要研究了表层聚合物中各种填料的作用,发现各种填料在不同的表层聚合物中所起的作用有所不同。（1）就无铅PTFE三层复合材料而言,增强填料聚苯酯对材料摩擦磨损性能的提高比玻纤和碳纤的效果更好;固体润滑剂中二硫化钼填充的PTFE三层复合材料比石墨填充的材料要好,其中二硫化钼含量为5%时效果最好;性树脂填料中,PI比PPS、PEEK的增强效果要好,其中,P...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自润滑复合材料分类
着擦伤和胶合磨损破坏。与此相反，聚合物基复合材料润滑特性，但存在机械强度低、刚性、蠕变性、导热性[37]，添加各种填充改性组份虽然有助于改善和弥补其缺因此，人们一直探索，希望开发一种同时具备金属和高型材料，满足现代机械科学技术对材料摩擦学性能的苛由钢背-青铜粉-改性树脂组成的三层复合材料[38]。
2.2 环保型三层自润滑复合材料的制备2.2.1 三层自润滑复合材料制备的基本工艺三层复合材料的制备采用了特殊的多层复合制备技术，包括多孔双金属铜粉板的加工、减摩层材料的复合、塑化烧结多个工序[52-54,37]，基本加工工艺流程如图 2-1 所示。钢背材料主要采用 0.5～2 mm 的低碳钢精轧钢板，并电镀一层约 0.01mm 的铜，目的是提高钢板与铜粉层的烧结附着强度。铜粉板的烧结使用不含铅的铜合金粉，采用粉末冶金的烧结方法烧结到钢板上，使金属颗粒之间、颗粒与基体之间局部熔合，形成多孔骨架。高温烧结气体采用氨气分解产生的氢气与氮气的混合物，这种在具有还原特性的氨分解气体保护下烧结所得的多孔铜粉板制品质量最好。烧结件冷却到 150℃以下出炉，避免铜粉板出现空气氧化现象。为保证三层复合材料板材表面减摩层与底板牢固结合，以及表面自润滑材料的均匀致密性，必须通过轧机将表层材料辊压轧制到铜粉板上，再经加热、精轧、塑化烧结制出成品板材，并经后续机械加工卷制轴套零件产品。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ekonol填充PTFE三层复合材料摩擦学性能研究[J]. 吴良奎,焦明华. 润滑与密封. 2008(10)
[2]填充材料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响[J]. 陈刚,焦明华,解挺,俞建卫. 轴承. 2007(10)
[3]烧结工艺对PTFE自润滑轴承材料摩擦性能的影响[J]. 俞建卫,李卫荣,焦明华,马少波,刘焜. 轴承. 2007(08)
[4]PEEK基自润滑复合材料的摩擦学研究和应用[J]. 林有希,高诚辉. 润滑与密封. 2006(02)
[5]二硫化钼填充聚酰亚胺复合材料的摩擦学性能[J]. 朱敏,张招柱,王坤,姜葳. 高分子材料科学与工程. 2005(05)
[6]自润滑材料及其摩擦特性的影响因素[J]. 曹同坤,邓建新. 材料导报. 2004(12)
[7]SiC颗粒增强PTFE基复合材料摩擦磨损特性研究[J]. 张洪波,贾鹏,董允,高术振. 河北工业大学学报. 2004(05)
[8]碳纤维及石墨填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能研究[J]. 杨丽君,王齐华,宁丽萍,杨景锋,赵普. 材料科学与工程学报. 2004(05)
[9]高分子基自润滑材料的研究进展[J]. 浦玉萍,吕广庶,王强. 航空学报. 2004(02)
[10]聚苯酯、聚酰亚胺填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能研究[J]. 赵普,刘近朱,王齐华,杨丽君,李旭玲. 材料科学与工程学报. 2003(06)
博士论文
[1]铜基石墨自润滑材料及其摩擦学研究[D]. 尹延国.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]填料改性PTFE三层复合材料摩擦学性能研究[D]. 吴良奎.合肥工业大学 2006
本文编号：3566848
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自润滑复合材料分类
着擦伤和胶合磨损破坏。与此相反，聚合物基复合材料润滑特性，但存在机械强度低、刚性、蠕变性、导热性[37]，添加各种填充改性组份虽然有助于改善和弥补其缺因此，人们一直探索，希望开发一种同时具备金属和高型材料，满足现代机械科学技术对材料摩擦学性能的苛由钢背-青铜粉-改性树脂组成的三层复合材料[38]。
2.2 环保型三层自润滑复合材料的制备2.2.1 三层自润滑复合材料制备的基本工艺三层复合材料的制备采用了特殊的多层复合制备技术，包括多孔双金属铜粉板的加工、减摩层材料的复合、塑化烧结多个工序[52-54,37]，基本加工工艺流程如图 2-1 所示。钢背材料主要采用 0.5～2 mm 的低碳钢精轧钢板，并电镀一层约 0.01mm 的铜，目的是提高钢板与铜粉层的烧结附着强度。铜粉板的烧结使用不含铅的铜合金粉，采用粉末冶金的烧结方法烧结到钢板上，使金属颗粒之间、颗粒与基体之间局部熔合，形成多孔骨架。高温烧结气体采用氨气分解产生的氢气与氮气的混合物，这种在具有还原特性的氨分解气体保护下烧结所得的多孔铜粉板制品质量最好。烧结件冷却到 150℃以下出炉，避免铜粉板出现空气氧化现象。为保证三层复合材料板材表面减摩层与底板牢固结合，以及表面自润滑材料的均匀致密性，必须通过轧机将表层材料辊压轧制到铜粉板上，再经加热、精轧、塑化烧结制出成品板材，并经后续机械加工卷制轴套零件产品。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ekonol填充PTFE三层复合材料摩擦学性能研究[J]. 吴良奎,焦明华. 润滑与密封. 2008(10)
[2]填充材料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响[J]. 陈刚,焦明华,解挺,俞建卫. 轴承. 2007(10)
[3]烧结工艺对PTFE自润滑轴承材料摩擦性能的影响[J]. 俞建卫,李卫荣,焦明华,马少波,刘焜. 轴承. 2007(08)
[4]PEEK基自润滑复合材料的摩擦学研究和应用[J]. 林有希,高诚辉. 润滑与密封. 2006(02)
[5]二硫化钼填充聚酰亚胺复合材料的摩擦学性能[J]. 朱敏,张招柱,王坤,姜葳. 高分子材料科学与工程. 2005(05)
[6]自润滑材料及其摩擦特性的影响因素[J]. 曹同坤,邓建新. 材料导报. 2004(12)
[7]SiC颗粒增强PTFE基复合材料摩擦磨损特性研究[J]. 张洪波,贾鹏,董允,高术振. 河北工业大学学报. 2004(05)
[8]碳纤维及石墨填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能研究[J]. 杨丽君,王齐华,宁丽萍,杨景锋,赵普. 材料科学与工程学报. 2004(05)
[9]高分子基自润滑材料的研究进展[J]. 浦玉萍,吕广庶,王强. 航空学报. 2004(02)
[10]聚苯酯、聚酰亚胺填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能研究[J]. 赵普,刘近朱,王齐华,杨丽君,李旭玲. 材料科学与工程学报. 2003(06)
博士论文
[1]铜基石墨自润滑材料及其摩擦学研究[D]. 尹延国.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]填料改性PTFE三层复合材料摩擦学性能研究[D]. 吴良奎.合肥工业大学 2006
本文编号：3566848
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