聚酰亞胺在軸承中應(yīng)用
1、性能特性概述：
聚酰亞胺是一種新型耐高溫工程塑料，它具有獨(dú)特的性能。在現(xiàn)代工業(yè)，尤其是高技術(shù)領(lǐng)域起著不可替代的作用。軸承作為基礎(chǔ)部件，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，滿足不同工況條件對(duì)軸承的性能要求。聚酰亞胺在滾動(dòng)軸承中可作為保持架材料，也可作為滑動(dòng)軸承材料，在應(yīng)用中顯示出優(yōu)越的性能和良好的發(fā)展前景。
聚酰亞胺最早由美國杜邦公司于上世紀(jì)六十年代首先發(fā)明并投入工業(yè)化生產(chǎn)。它是利用四酸二酐與二胺的反映，然后亞胺化而成為高分子材料。由于分子鏈上有大量的苯環(huán)和雙鍵，使分子的剛性增加，分子鏈熱運(yùn)動(dòng)的能級(jí)較高，當(dāng)它在較高溫度下吸收較多能量的情況下仍能保持原來的形狀不變，并且分子鏈不發(fā)生斷裂，這是該種材料耐高溫環(huán)境的內(nèi)在原因。
有些品種的聚酰亞胺耐熱性非常好，使用溫度可達(dá)300℃，可以在250℃高溫環(huán)境中長期使用。然而這種分子結(jié)構(gòu)增加了加工成型的難度，雖然聚酰亞胺是一種熱塑性工程塑料，但它很難用注塑成型的加工方法進(jìn)行成型。在酸酐分子鏈中引入活動(dòng)性較強(qiáng)的醚鍵是改善其分子柔性和成型的有效途徑。當(dāng)然還有許多其他方法，也可以合成柔性聚酰亞胺，該材料可以注塑成型。
聚酰亞胺的常用成型方法有壓鑄成型法和注塑成型法兩種，壓鑄成型是在模腔內(nèi)將材料加熱加壓，在保壓狀態(tài)下使材料冷卻成型。用這種方法成型的材料其機(jī)械性能十分穩(wěn)定可靠，工件尺寸可以較大，但效率很低，不利于大批量的工業(yè)化生產(chǎn)，有些品種的聚酰亞胺只能采用這種工藝方法。為了提高生產(chǎn)效率，對(duì)于小型制件或結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的制品可以采用注塑成型工藝，此時(shí)要求這種材料流動(dòng)性好。
還有一種方法，即利用類似于粉末冶金的方法制成微孔材料，使材料的機(jī)械性能和微孔性能達(dá)到某種特定指標(biāo)，滿足特殊工況條件需求。聚酰亞胺由于其獨(dú)特的分子鏈結(jié)構(gòu)，使它能在輻射環(huán)境
聚酰亞胺材料吸水性低，對(duì)于大多數(shù)化學(xué)介質(zhì)都能表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，它可以長期在有腐蝕的的環(huán)境下使用，應(yīng)用領(lǐng)域很廣。它的機(jī)械性能優(yōu)良，抗拉強(qiáng)度達(dá)90Mpa，剛性較好，能長期保持尺寸穩(wěn)定性。可以通過通用的機(jī)械加工方式進(jìn)行車、銑、鉆等加工，得到尺寸精度和表面質(zhì)量較好的制品。絕緣性優(yōu)良，可作為高性能的電子零部件和機(jī)械零件。聚酰亞胺有自潤滑性能，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磨擦面之間它可以轉(zhuǎn)移到對(duì)磨面上，形成固體潤滑層。在干摩擦狀態(tài)下若有相對(duì)滑動(dòng)速度較高時(shí)，就會(huì)在摩擦面上產(chǎn)生大量熱量，局部溫度可達(dá)到聚酰亞胺的分解溫度，在空氣環(huán)境中氧化就不可避免，生成氧化物粉末，同時(shí)摩擦熱使接觸部件的聚酰亞胺軟化粘附脫落，增大了磨損量，因此對(duì)于干摩擦狀態(tài)，聚酰亞胺材料使用的PV值應(yīng)有所控制，否則會(huì)使磨損增加，壽命縮短。試驗(yàn)表明，聚酰亞胺
通常把二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯等潤滑材料以不同比例進(jìn)行配合，試驗(yàn)結(jié)果表明其潤滑性能有明顯改善。對(duì)于有潤滑油脂存在的應(yīng)用工況，可以在很高的速度狀態(tài)下使用，表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，它表面吸附的潤滑油可以在很高的速度狀態(tài)下使用，表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，它表面吸附的潤滑油可以形成穩(wěn)定而且可靠的潤滑油膜，極大地降低了摩擦系數(shù)和生成熱。它的較高的機(jī)械性能使它能在高速狀態(tài)下保持穩(wěn)定的尺寸。
由于聚酰亞胺是熱塑性高分子材料，溫度對(duì)它的作用明顯，當(dāng)超過一定溫度范圍之后，首先導(dǎo)致材料軟化及氧化分解，使其機(jī)械性能喪失。摩擦部分的溫度受環(huán)境溫度和摩擦生熱兩個(gè)因素共同影響，當(dāng)環(huán)境溫度一定時(shí)溫度升高主要來源于摩擦熱。聚酰亞胺作為軸承及軸承部件時(shí)，運(yùn)動(dòng)部位升溫由摩擦熱引起。負(fù)荷和摩擦系數(shù)以及工作時(shí)間都會(huì)影響熱量大小。塑料的導(dǎo)熱系數(shù)低，致使熱量容易在某些部位聚集，產(chǎn)生局部高溫。降低摩擦系數(shù)是減少發(fā)熱量的有效手段，增加散熱速度也可以有效降低工作面溫度，這些因素需要根據(jù)使用環(huán)境具體加以分析。溫升后使熱膨脹增大，減少了配合間隙，有的甚至出現(xiàn)緊配合，使摩擦熱更大，導(dǎo)致惡性循環(huán)。
因此聚酰亞胺軸承制品的設(shè)計(jì)及加工同樣重要。綜上所述，我們可以看出，雖然聚酰亞胺是一種耐溫良好的工程塑料，但其使用過程中仍要采取各種可能的手段減少發(fā)熱量，避免溫度過高造成的損害。
2、在軸承中的應(yīng)用情況
聚酰亞胺及其復(fù)合材料可以作為耐磨材料廣泛應(yīng)用于高溫，耐化學(xué)介質(zhì)、耐輻射、自潤滑等多種領(lǐng)域。
在滾動(dòng)軸承(責(zé)任編輯：進(jìn)口軸承)