[发明专利]一种海水液压马达配对副材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料及液压零部件制造技术领域，涉及一种水液压马达配副材料及制备方法，特别是指一种马达配对副的高分子复合材料及复合材料净成形制备方法。

背景技术

以自然水为工作介质的水液压传动技术在海洋开发、深海探测、潜艇、舰船和水下作业工具以及机械手、矿山开采、建筑机械、核能产业和造纸工业等领域有着广阔的前景。但由于水的低粘度、润滑性能差和气化压力高等特殊性质，使得水液压元件中零部件的摩擦、磨损及腐蚀问题很严重。而零部件中的配对副由于在工作的过程中在不停的进行往复运动及旋转运动，再加之重载，更易腐蚀、磨损，进而导致失效，严重影响水液压马达的正常使用及使用寿命。国内外相关领域的专家针对水液压元件配对副存在的问题一直进行着研究，解决问题的思路是直接选用抗磨损、高润滑及耐腐蚀的材料。但这些材料一般都是进口材料，即使不是进口材料，价格也非常贵，严重限制了水液压元件产品的市场化。

发明内容

本发明针对现有技术不足而提供一种复合材料成分设计合理、加工工艺简单、生产成本低、能适应海水环境的水液压马达配对副材料及制备方法。

本发明的具体方案如下：

为了获得摩擦性能更优，经济性更好的水液压马达摩擦副材料，本发明采用PTFE(聚四氟乙烯)作为基体材料，通过添加不同配比具有自润滑、减磨、减阻效应的材料，用来改善PTFE材料的机械及摩擦性能，进而获得所需的摩擦性能较好的PTFE复合材料。

本发明一种海水液压马达配对副材料，由100份重量份数的以下原料组成：聚四氟乙烯粉末65-85份、二氧化硅粉末5-10份、二硫化钼粉末5-15份和石墨粉末5-15份。

最优配比为100份重量份数中，聚四氟乙烯粉末占65份，二氧化硅占5份，二硫化钼占15份，石墨占15份；所述的聚四氟乙烯粉末为基体材料，平均粒径为10μm；添加复合材料中，二氧化硅平均粒径为15nm，二硫化钼平均粒径为1.41μm，石墨平均粒径为40nm。

本发明一种海水液压马达配对副材料的制备方法，具体步骤如下：

第一步：配料

称取m组不同配比的原料，m≥9，每组由100份重量份数的以下原料组成：聚四氟乙烯粉末65-85份、二氧化硅粉末5-10份、二硫化钼粉末5-15份和石墨粉末5-15份，并分别利用超声波分散仪进行粉末的分散，即利用超声空化产生的强冲击波和微射流等，弱化粒子间的作用能，防止粒子的团聚。

第二步：湿法搅拌

对于每组原料，首先在容器中加入重量比为1000:1的无水乙醇和硅烷偶联剂，然后将容器放入超声波清洗器中进行振荡，接着将称量好的二硫化钼粉末加入容器中用玻璃棒搅拌，10min后加入称量好的纳米石墨粉体边振荡边用玻璃棒搅拌，然后加入称量好的二氧化硅和聚四氟乙烯粉末进行振荡及搅拌。

第三步：干燥

将振荡、搅拌获得的m组混合物均放入数显式鼓风干燥箱中烘干，得到干燥的混合均匀的m组聚四氟乙烯复合材料混合物。

第四步：机械搅拌

将每种配比的聚四氟乙烯复合材料混合物分成三等份分别放入高速搅拌机机械搅拌。

第五步：冷压成型

将经机械搅拌后的聚四氟乙烯复合材料混合物分别放入模具型腔内压制。

第六步：烧结固化

将经冷压成型后的聚四氟乙烯复合材料混合物放入箱式电阻炉中进行烧结固化，得到m组不同配比的样品粗坯。

第七步：机械加工

根据水液压马达配对副设计尺寸及精度要求将m组样品粗坯加工成m组配对副样品。

第八步：摩擦磨损测试

将不锈钢316L作为上端面试样，每种配比的三份配对副样品分别作为下端面试样组成摩擦副，采用天然海水作为配对副样品的润滑液，在屏显式端面磨损试验机上进行摩擦磨损试验，确定最耐磨的配对副样品对应的原料配比。

所述数显式鼓风干燥箱的烘干温度为120℃，烘干时间为3h。

所述高速搅拌机的搅拌时间为1min。

所述的模具型腔在加载速度0.15MPa/s和成型压力40MPa下压制30min。