3Z23第二节（三）其他填充型润滑材料二硫化钼-（MoS2）

3Z23第二节（三）其他填充型润滑材料二硫化钼-（MoS2） 文章来源：开拓者钼业 公司网址：www.ktzmy.com 三、其他填充型润滑材料二硫化钼-（MoS2） 在高分子润滑材料中填充各种无机物、纤维和固体润滑剂等物，对于提高其物理机械性能和摩擦学性能都是有一定成效的。现介绍几个典型的热固性填充型材料和热塑性填充型材料。 1. 热固性填充型润滑材料 在热固性树脂中填充固体润滑剂 (石墨、MoS2等)、纤维和各类无机物是经常被采用的提嵩性能的方法。例如，用玻璃纤维和石墨填充的聚酰亚胺 (PI)，其极限 PV值可高达4.8MPa'ms -1，该材料制作的轴承可以承受较高的负荷。由石墨填充的 PI 基复合材料(PI；石墨= 80：20)在.rimken试验机上所测得的摩擦学性能数据见表 3-27。说明这种材料也可以在油润滑条件下工作，而且摩擦学性能有较大的提高。 如果在PI 中填充石墨纤维多股丝三维正交编织物、复合润滑剂(75 % MoS2、200's MoSe2和 5% WS2或 WSe2)和(NH4)H2PO4 (可降低石墨纤维的摩擦系数，但对磨损无影响)，例如将纤维织物置于含有各种添加剂的PI清漆中浸渍，再经过压制和固化成形后所组成的复合材料，含有45% (质量)PI，40%石墨纤维，13%复合润滑剂和 2% (NH4)H2PO4。其密度为 1.58g'sm3，孔隙度 6.5 %。在316℃高温，1.38MPa 的负荷和 65.8m'min 的速度条件下与 50 钢(HRc58—62，RaO.211m)对摩 60min，其摩擦系数为 0.09，磨损率1.64xlO - l2m3'm；在同样条件下与HPSi3N4对摩，摩擦系数0.10，磨损率2.90xlO-4g'min。试验表明，该材料作气体透平发动机高速推力轴承的保持架是较为理想的。它可使该轴承在316℃高温下具有较低的摩擦系数和磨损量。 如果将 PI 在预聚时通过炔基加成进行交联固化，便能形成强度较高、热稳定性较好的炔代聚酰亚胺 (API)。它在316℃高温下仍能长时间保持较高的机械强度和耐磨性。在 MHK-500 型环-块试验机上，负荷318N，进行摩擦学性能测定，时间 30min，所测得的滑动速度对摩擦系数和磨损率的影响规律见图 3-80。可见，随着速度的增加摩擦系数减小，磨损率在低速阶段也减小，但当速度大于 60m/min时，磨损率便迅速增大。 为了提高API在常温和高温下的摩擦学性能，可以填充固体润滑剂 MoS2。制备过程如下：按规定比例称量后进行搅拌混料；在150℃/6h的条件下对混合料进行烘烤 (真空度 3999Pa)，以去除水分和残留溶剂；热压烧结：温升至210℃时加压 (28MPa)，继续升温至250℃，保温2h，随模自由冷却，到 100℃时脱模；为了提高制品的耐热性，还需再一次进行热处理：316℃/24h。 填充的MoS2 的含量在 150's—400's (质量)间变化。图 3-81 和图 3-82是MoS2：API = 40；60复合材料在常温下的摩擦学性能图示。由图可见，摩擦系数随着速度和负荷的增加而减小，磨损率则随着速度和负荷的增加略有升高。 高温下的摩擦学性能在高温三号试验机上测定。图 3-83 是MoS2：API = 15：85复合材料在不同温度下，20N负荷和 15.7m'min速度下，时间lh，所测得的摩擦系数和磨损率随温度而变化的情况。当温度由 20℃升到300℃时，摩擦系数由 0.26降到0.09。从 100℃到300℃，磨损率稍有升高，但在300℃时的磨损率仍比20℃时的低。 在300℃时，MoSz含量对摩擦学性能的影响见图 3-84。可见，摩擦系数和磨损率均随MoS2含量的增加而增大。 在 300℃高温下，MoS2；API二15；85 复合材料的摩擦学性能见图 3-85和图 3-86。由图可见，摩擦系数和磨损率随着滑动速度的增加而稍微增大。随着负荷的增加，摩擦系数几乎不变，而磨损率略有增加。 酚醛树脂的摩擦系数、耐磨性和吸水性等性能说明它是比较好的水润滑材料.，在清水和泥沙水中的摩擦学性能对比试验结果无明显的差别，可见其对泥沙水有较好的适应性，因而也被用作水轮机密封块材料的粘结剂。在酚醛树脂中添加各种填料后对其摩擦学性能的影响情况见表 3-280试验在铁姆肯试验机上进行，负荷 315N，速度 2m's，时间 40min，滴水润滑。 2. 热塑性填充型润滑材料 热塑性树胎具有抗冲击、吸震、能耗低、噪音小以及不常或不需要维护等优点，已在许多齿轮和轴承中得到应用。如果填充纤维增强和润滑填料，可以使复合材料具备强度高、承载能力强、摩擦系数小，尺寸稳定性好和使用寿命长等优点。 超高分子量聚乙烯 (UHMW-PE，简称PE)具有良好的耐磨性能，较高的机械强度和耐低温性能。将各种树脂、纤维、固体润滑剂和润滑油等填充进PE内，采用热压成型工艺制成的复合材料，可使PE 的部分性能得到改善，但同时也可能丧失了某些性能。见表3-29。 原料PE为白色细粉，相对分子质量为 80—130万。使用前于80℃下干燥 l5h，过80 日筛。聚双马来酰亚胺 (PABM)预先按双马来酰亚胺与二氨基二苯甲烷的摩尔比 1：5 进行预聚，然后粉碎过120 目筛。PTFE使用前在 120℃下干燥4h，过85 日筛。碳纤维和玻璃纤维使用前切短、粉碎、过120 日筛。各种复合材料按配比称量混匀后以 20MPa 的压力冷压成型，卸压，加热到 200℃，在 2一5MPa的压力下保温，最后在20MPa压力下自然降温到90℃后脱模。 复合材料的硬度测试条件为：压头直径 5mm，负荷 312N，保压2min。材料的摩擦学性能在两种试验机上测定，它们的测定条件分别为：Timken 试验机，负荷 8.9N，转速 800r/min，时间 40min。Skoda试验机，负荷49N，转速 700r/min，总转数10000转。 PE有较好的低温性能，纯PE 在液氮下的冲击强度为 3.87xlO4J/m2。由 15 % PTFE和5% MoS2填充的 PE (809(i)基复合材料制作的氮膨胀机活塞环在较为严格的工况条件 (温度38K，密封压力 3MPa，往复次数180次'min)下工作，收到了不划缸、泄漏小，密 封良好等效果。 几种热塑性树脂：聚苯硫醚 (PPS)、聚醚醚酮 (PEEK)、聚醚砜 (PES)、聚醚亚胺 (PEI)填充P.rFE、玻璃纤维和碳纤维等填料所组成的复合材料在各种温度下的摩擦学性能见表 3-30。表中所述的测试条件及各种符号的含义与表 3~l4 相同。由表可见，填充型PEEK基复合材料的高温摩擦学性能最好，该材料的变形温度为315℃，因而在260℃以下仍然具有较低的磨损因数。填充型PPS基复合材料在204℃时仍然具有较低的磨损因数。同时可以看出，在各种纤维增强的复合材料中再填充P.rFε，可以改善它们在各种温度条件下的摩擦学性能。 几种热塑性树脂填充PTFE、玻璃纤维和碳纤维等填料所组成的复合材料在各种温度下的极限PV 值见表 3-31。表中所述的测试条件和各种符号的含义与表 3-16相同。由表 3-31可见，由 PTFE和碳纤维增强的PEEK基复合材料在204℃以上的极限 PV值最高。由PTFE、碳纤维和玻璃纤维填充的PPS基复合材料在各种温度下的极限PV值也都较高。这两种复合材料同时具有较好的机械性能和热性能，是制备高温工作用的轴承和齿轮的良好材料。同时可以看出，碳纤维填充的复合材料比玻璃纤维填充的复合材料具有更好的承载性能。 树脂呻，填充纤维，除了增强作用外，还具有提高复合材料的导热系数和尺寸稳定性等效果，、添加效果特别明显的是 PTFE，如果填充玻璃纤维，其磨损就降低2—3个数量级。但球晶类的尼龙等高分子材料的添加效果就不像P'1、FE那样好，而且在某些情况下还会加剧 磨损。一般说来，玻璃纤维的最佳填充量是 20 %—400's，若填充量为30%，能使磨损降低到最小程度。 各种纤维的添加效果各不相同。碳纤维在几种高分子材料中的填充量与磨损率的关系见图 3~87。可以看出，添加效果因材料而异，填充在聚乙烯中的效果就远不如在聚碳酸酯中的好。 填充纤维的排列方向对复合材料的摩擦学性能有较大的影响。通常使用的纤维是截断形式，如果摩擦力方向垂直于纤维截面，则磨损率较小；如果摩擦力方向平行于纤维的走向，则磨损率较大，其间的差别大约在 3倍左右。 开拓者钼业有限公司是一家科技型的钼加工企业，主要产品有99.9%高纯二硫化钼、99.5%高纯二硫化钼、99%高纯二硫化钼、98.5%二硫化钼、98%二硫化钼、高纯超细三氧化钼、炼钢钼粉、金属钼粉等钼系列制品。 电话：86-0379-63338600 63338608 张先生 杨先生 邮箱：zw@ktzmy.com yht@ktzmy.com 传真：86-379-66555555 地址：中国.洛阳嵩县德亭镇酒店村