一种压缩机衬套三层复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种压缩机衬套三层复合材料及其制备方法，三层复合材料，包括有PI塑料层、铜粉层和基板，PI塑料层包括有一定量的磷酸锆、一定量的氧化铝、一定量的添加剂、余量为PI树脂，添加剂为MoS2、碳纤维、石墨中的一种或多种；铜粉层由CuSn8Zn3异型球粉构成；基板低碳钢板或者铜板。制备方法，包括先使用异形球粉制备球粉板，再配制和铺设PI树脂配塑料粒子，最后依次经过预热过程、加热过程和冷却过程热压复合。本发明专利技术采用异型球粉板，可以起到更好的钉扎效果，塑料层与铜粉间的结合强度更优，使得塑料层的结合更好，在高速旋转的工况下，塑料层受到交变冲击力，需要塑料层具备更好的结合强度，否则会出现局部塑料层脱落的情况。况。况。

【技术实现步骤摘要】
一种压缩机衬套三层复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种压缩机衬套三层复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前一般三层复合自润滑材料只能应用于压力或者线速度较低的工况下，对于线速度大于15m/s的工况，均无法应用，而压缩机中一般线速度都较高，最高情况下可以达到或者超过20m/s，对于此种工况条件，即使压力较小的情况下(5
‑
10MPa)，其工作温度也较高(压缩机的循环油较少，无法快速散热)，其正常工作温度将大于150℃，对于极限情况下，其温度甚至能超过200℃，此温度已超过一般工程塑料的使用温度(玻璃化转化温度)，即使是目前的PEEK材料，其玻璃化转化温度也仅为140℃左右，无法满足使用条件。这就需要开发一种耐温性好又耐磨的材料。PI(聚酰亚胺)其玻璃化转化温度可以达到240℃以上，且本身具有一定的自润滑性，通过改性后更是可以提高其耐磨性。但PI材料加工较为困难，即使加热至分解温度，其流动性依旧较差，传统的轧制或者热轧工艺无法满足要求，因此需要开发一种新型的热压工艺来进行加工。
[0003]已授权的专利CN102345678B公开了一种“改性聚酰亚胺耐磨层的三层复合自润滑滑动轴承及其制作方法”，其采用了涂覆的工艺，其耐磨层较薄，一般为0.08
‑
0.15mm，耐磨层厚度达到0.30
‑
0.60mm时，其耐磨层与球粉之间的结合力相对较弱，无法满足高速的工况，而目前一般耐磨层的要求为0.15
‑
>0.50mm，该方法无法满足。
[0004]已授权的专利CN101672325B公开了一种“PEEK覆膜高性能滑动轴承的生产工艺”，其工艺相对较为复杂，需要先制备改性聚醚醚酮薄膜。本专利技术专利根据聚酰亚胺的特点，即使在接近分解温度时，其流动性也相对较差，设计了热压的方式进行生产(聚醚醚酮等塑料接近分解温度时流动性非常好，不适用热压)。
[0005]此外，目前的公布的相关专利，均采用了球形铜粉，但由于球形铜粉烧结后其孔隙率相对较少，且烧结完成后其圆角较多，不利于塑料与铜粉层的结合，本专利技术专利中采用异型球粉，增加了塑料和铜粉间的结合力，更加适合于高速的工况。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种压缩机衬套三层复合材料，从上往下依次包括有PI塑料层、铜粉层和基板，所述PI塑料层包括有一定量的磷酸锆、一定量的氧化铝、一定量的添加剂、余量为PI树脂，添加剂为MoS2、碳纤维、石墨中的一种或多种；所述铜粉层由CuSn8Zn3异型球粉构成；所述基板低碳钢板或者铜板。
[0007]作为上述技术方案的优选，所述PI塑料层包括有质量百分比为0
‑
10％的磷酸锆、0
‑
10％的氧化铝、一定量的添加剂、余量为PI树脂，添加剂为质量百分比为0.5
‑
15％的MoS2、1
‑
20％的碳纤维、0.5
‑
10％的石墨中的一种或多种。
[0008]作为上述技术方案的优选，所述CuSn8Zn3异型球粉的粒度在
‑
60到+120之间，松装
密度为2.0
‑
3.5g/cm3。
[0009]压缩机衬套三层复合材料的制备方法，包括有以下步骤：
[0010]1)将CuSn8Zn3异型球粉均匀铺设在基板上，进行烧结复合，在基板上形成铜粉层，得到球粉板；
[0011]2)按照比例将一定量的磷酸锆、一定量的氧化铝、一定量的添加剂、余量的PI树脂配制好形成塑料粒子；
[0012]3)在球粉板上的铜粉层上均匀铺设塑料粒子，然后依次经过预热过程、加热过程和冷却过程，在预热过程、加热过程和冷却过程中分别加压复合；
[0013]4)得到压缩机衬套三层复合材料收卷备用。
[0014]作为上述技术方案的优选，所述1)中烧结复合的加热温度850
‑
950℃、保温时间0.5
‑
2.0小时。
[0015]作为上述技术方案的优选，所述铜粉层的孔隙率要求为50
‑
60％。
[0016]作为上述技术方案的优选，所述3)中预热过程的温度为200
‑
300℃，预热时间为2
‑
5分钟；加热过程的温度为450
‑
550℃，加热时间为2
‑
5分钟；冷却过程的温度为150
‑
250℃，冷却时间为2
‑
5分钟；所述加压复合的压力为10
‑
20MPa。
[0017]作为上述技术方案的优选，使用复合设备进行连续高温加压复合，所述复合设备包括有支撑台、输送带、温控箱和加压机构，所述输送带在支撑台上方移动，所述温控箱位于支撑台的上方，温控箱被通过隔板依次分隔形成预热区、加热区和冷却区，温控箱的底部分别设有预热口、加热口和冷却口，预热口连通预热区，加热口连通加热区，冷却口连通冷却区，预热区、加热区内分别安装有加热装置，冷却区内安装有水冷装置，所述预热区、加热区和冷却区内分别设有加压板，加压板分别由设在温控箱外的驱动机构驱动升降。
[0018]作为上述技术方案的优选，所述驱动机构为气缸。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]1、改性后的PI材料玻璃化转变温度高，且耐磨，适合用于使用温度大于150℃的工况条件下；
[0021]2、通过分段高温加压的方式克服了PI材料高温下流动性差的特点；
[0022]3、采用异型球粉板，可以起到更好的钉扎效果，塑料层与铜粉间的结合强度更优，使得塑料层的结合更好，在高速旋转的工况下，塑料层受到交变冲击力，需要塑料层具备更好的结合强度，否则会出现局部塑料层脱落的情况。
附图说明
[0023]图1是压缩机衬套三层复合材料的结构示意图；
[0024]图2是复合设备的结构示意图；
[0025]图3是球粉金相图。
具体实施方式
[0026]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩机衬套三层复合材料，其特征在于，从上往下依次包括有PI塑料层、铜粉层和基板，所述PI塑料层包括有一定量的磷酸锆、一定量的氧化铝、一定量的添加剂、余量为PI树脂，添加剂为MoS2、碳纤维、石墨中的一种或多种；所述铜粉层由CuSn8Zn3异型球粉构成；所述基板低碳钢板或者铜板。2.如权利要求1所述的压缩机衬套三层复合材料，其特征在于，所述PI塑料层包括有质量百分比为0
‑
10％的磷酸锆、0
‑
10％的氧化铝、一定量的添加剂、余量为PI树脂，添加剂为质量百分比为0.5
‑
15％的MoS2、1
‑
20％的碳纤维、0.5
‑
10％的石墨中的一种或多种。3.如权利要求1所述的压缩机衬套三层复合材料，其特征在于，所述CuSn8Zn3异型球粉的粒度在
‑
60到+120之间，松装密度为2.0
‑
3.5g/cm3。4.如权利要求1
‑
3中任意一项所述的压缩机衬套三层复合材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：1)将CuSn8Zn3异型球粉均匀铺设在基板上，进行烧结复合，在基板上形成铜粉层，得到球粉板；2)按照比例将一定量的磷酸锆、一定量的氧化铝、一定量的添加剂、余量的PI树脂配制好形成塑料粒子；3)在球粉板上的铜粉层上均匀铺设塑料粒子，然后依次经过预热过程、加热过程和冷却过程，在预热过程、加热过程和冷却过程中分别加压复合；4)得到压缩机衬套三层复合材料收卷备用。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文栋，王奕顺，华俊娟，周引春，沈持正，
申请(专利权)人：浙江双飞无油轴承股份有限公司，
类型：发明
国别省市：