[发明专利]一种用于空气轴承的固体润滑材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于润滑剂技术领域，具体涉及一种用于空气轴承的固体润滑材料及其制备方法。

背景技术

空气轴承以其结构简单、运行精度高、运行速度快、无需润滑油、寿命长等优点，在某些机械领域得到广泛应用。对于空气轴承某些工况，一旦发生动静部件接触摩擦，即发生灾难性故障，导致轴承磨损、甚至轴承抱死，因此需要再部件表面喷涂固体润滑材料类减小摩擦，增强耐磨性。

例如专利CN103725069A公开了一种含聚四氟乙烯的固体自润滑涂层及其制备方法，使用该涂层虽然具有一定的减摩效果，但耐磨性能并未提及，而且该种方法制备涂层所需时间长、固化工艺复杂；专利CN103628058A公开了一种高耐磨性金属基自润滑PTFE涂层的制备方法，该方法通过熔融聚四氟乙烯涂层使其发生交联，形成三维网状结果，提高涂层的耐磨性能，但该制备工艺复杂、技术要求高，且摩擦系数仍然较高。

此外现有的空气轴承润滑涂层材料耐温一般为180℃左右，耐磨性不佳，需要高温烧结实施，很不方便，很难满足10万次轴承启停要求。

发明内容

本发明旨在提供一种用于空气轴承的固体润滑材料。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明提供的用于空气轴承的固体润滑材料，包括以下重量分数的原料组分：40～60份的聚四氟乙烯、5～15份的石墨粉、0.5～1.5份的表面活性剂和25～50份的甲基吡咯烷酮。

优选的，所述的固体润滑材料包括以下重量分数的原料组分：45～55份的聚四氟乙烯、7～12份的石墨粉、0.8～1.3份的表面活性剂和30～45份的甲基吡咯烷酮。

更为优选的，所述的固体润滑材料包括以下重量分数的原料组分：包括以下重量分数的原料组分：50份的聚四氟乙烯、10份的石墨粉、1份的表面活性剂和40份的甲基吡咯烷酮。

进一步的，所述的表面活性剂为为聚乙二醇、3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基(2-亚硫酸)乙基二甲基铵和3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基甜菜碱中的任意一种。

本发明还相应的公开了上述的用于空气轴承的固体润滑材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，对工件表面进行除油、除水、除锈；

步骤2，将聚四氟乙烯、石墨粉、表面活性剂与甲基吡咯烷酮按照比例混合均匀，采用0.1～0.3Mpa纯净空气喷涂，喷枪距离空气轴承表面距离大于300mm。

步骤3，将喷涂好的材料置于190-210℃环境下，加热10-20分钟，自然冷却。

进一步的，如果发现喷涂涂层厚度不满足要求，该材料可以多次喷涂，在室温下静置10-20分钟即可。

优选的，步骤2中采用0.2Mpa纯净空气喷涂，步骤3中的温度环境为210℃，所采用的表面活性剂为3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基(2-亚硫酸)乙基二甲基铵。

上述的方法操作简单，成本非常低廉，适合在空气轴承领域大规模推广。所得产品的主要技术指标如下：该材料为黑色，粘度为2500-3500cps，密度为1.0-1.1kg/L，280℃下长期工作，瞬时耐温可达320℃，-120℃低温不脆化，在温度为25℃，涂层厚度50μm，比负荷为5MPa，速度为3m/s时，摩擦系数为0.02-0.06，寿命大于50000m。可以在潮湿与腐蚀性环境下长期工作，并且绝缘性好。

具体实施方式

本发明提供了用于空气轴承的固体润滑材料，原料组分包括聚四氟乙烯、石墨粉、表面活性剂和甲基吡咯烷酮。还相应公开了固体润滑材料的制备方法。

为了更好的帮助理解本发明提供的固体润滑材料及其制备刚发，将会结合具体的实施例来阐述几种较为优选的实施方式作为说明，但不应理解为对本发明保护范围的限制，除了下述的实施方式之外，本领域技术人员还可以有其他在本发明配方原则及制备方法的精神原则之内的具体实施方式。

实施例1：一种用于空气轴承的固体润滑材料，包括以下重量分数的原料组分：40份的聚四氟乙烯、5份的石墨粉、0.5份的聚乙二醇和25份的甲基吡咯烷酮。

上述的用于空气轴承的固体润滑材料采用以下方法制备：

步骤1，对工件表面进行除油、除水、除锈；

步骤2，将聚四氟乙烯、石墨粉、表面活性剂与甲基吡咯烷酮按照比例混合均匀，采用0.1Mpa纯净空气喷涂，喷枪距离空气轴承表面距离大于300mm。

步骤3，将喷涂好的材料置于190℃环境下，加热20分钟，自然冷却。