树脂基水润滑抗磨材料.pdf

本发明属于树脂基减摩抗磨材料，主要用于制造潜水电泵电机的滑动导轴承和推力盘摩擦片等以水作润滑介质的摩擦零件。
    潜水电泵是以电为动力的高效提水机具，其中的关键易损件为电机部分的滑动导轴承和推力盘摩擦片。它们对材料的主要要求是以水作润滑介质时应当有很低的摩擦系数和很小的磨损量。目前国内外有多种潜水电泵电机都采用英国TAC结构材料公司（TAC    Construction    Materials    Ltd.）开发的Ferobestos材料制造导轴承和推力盘摩擦片。多年的应用情况表明，它是一种能较好满足潜水电泵电机摩擦零件综合使用要求的水润滑减摩抗磨材料。但是，Ferobestos是一种以混甲酚甲醛树脂和石棉布为主要组份的增强层压塑料。制造这种材料所用的混甲酚甲醛树脂，我国目前尚无工业产品，石棉布的价格也比较高;加之，层压塑料制造工艺比较复杂，所生产的板、管型材尚需经机械加工才能成为摩擦零件;此外，在材料制造和零件加工过程中飞扬的石棉纤维若不严加防护将对环境造成污染并危害操作人员的健康。

    本发明旨在结合我国原材料供应情况，采用已工业化生产且价格低廉的苯酚甲醛树脂和来源丰富的棉纤维为主要原料配制成纤维增强模塑料型抗磨材料。它既象Ferobestos等现有树脂基水润滑抗磨材料在高速高载下有良好的减摩抗磨性，又制造工艺简单、成型方便、对环境和操作人员的健康也不会造成污染危害。

    本发明提供的水润滑抗磨材料，其主要组份的重量组成为：苯酚甲醛树脂35～55%，脱脂棉纤维30～50%，胶体石墨3～15%，轻质氧化镁1～3%。配料时若采用线型酚醛树脂，还需要按树脂的实际用量加入相应量的六亚甲基四胺作为固化剂。这种抗磨材料可采用与通用酚醛棉纤维模塑料相同的制造工艺和成型工艺生产材料与成型摩擦零件。

    本发明选取苯酚甲醛树脂和棉纤维作为材料的基本组份，还因为二者中都含有大量的强极性基团有利于在摩擦件地表面上形成起润滑作用的水膜。棉纤维是抗磨增强剂，其用量低于30%时摩擦件的热机械性能和抗磨性明显下降，而当用量超过55%时由于难被树脂液浸匀料的热机械性能和抗磨性也变坏。增大石墨的用量有利于提高摩擦件处于边界润滑条件下的自润滑性，但石墨不是抗磨剂其用量超过15%后摩擦件的磨损量明显增大。

    作为本发明的一种最佳实施例材料各组份的重量组成为：线型酚醛树脂49%，脱脂棉纤维38%，胶体石墨5%，轻质氧化镁2%，六亚甲基四胺6%。材料的制造工艺是：先按棉纤维与工业酒精1∶2.8的重量比称取酒精并与线型酚醛树脂配成树脂液，再在捏合机中使棉纤维和各种粉料与树脂液充分浸渍混合，然后将从捏合机中取出的团状料撕松并铺放在网盘内在室温下风干，风干后的料在70℃的烘箱内干燥2小时即得到本发明之抗磨材料。可用压缩模塑法将这种料一次加工成各种摩擦件。按此实施例制得的材料，其物理机械性能列于表1之中。

    用最佳实施例材料成型的试件，在MM-200型磨损试验机上滴水润滑条件下测得的摩擦系数为0.136磨痕宽度为5.51毫米，Ferobestos    LA7材料在同样条件下的测得值分别为0.157和6.64毫米。用这种材料压缩模塑成型得到的厚5毫米外径170毫米的推力盘摩擦片，与Michell结构铜合金轴承在电机转速2900转/分、2500公斤轴向力下水润滑对磨100小时后，测得的轴向磨损量不大于0.05毫米。

    表1    最佳实施例材料的物理机械性能