CN107605948A - 一种复合滑动轴承及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种复合导轴承及其制备方法，泡沫铝经脱脂、碱洗和酸洗后，采用硅烷偶联剂进行表面处理；经上步骤处理后的泡沫铝通过电沉积方法在泡沫铝的孔表面沉积一层磺化石墨烯；沉积磺化石墨烯后的泡沫铝装入注塑模具中，将耐磨塑料采用注塑工艺注塑，冷却成型；耐磨塑料包括聚甲醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种；脱脂前的泡沫铝由纯铝和/或铝硅合金经过发泡后制得，其具有完全连通的孔系，孔隙率为60%～80%，孔径为2～4mm。本发明提出的技术方案，在泡沫铝与聚合物两相界面之间，通过电沉积法引入磺化石墨烯过渡层，有效地解决了泡沫铝与聚合物材料因热膨胀系数不同而导致的界面脱胶，界面热阻大等技术问题。

Description

一种复合滑动轴承及其制备方法

技术领域

本发明涉及新材料制品及自润滑轴承制备技术领域，尤其是涉及一种复合滑动轴承；本发明还涉及一种复合滑动轴承的生产方法及其应用。

背景技术

轴承是机械设备中的重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。其中滚动轴承已经标准化、系列化，与滑动轴承相比滚动轴承的径向尺寸、振动和噪声较大，价格也较高。

目前市场上的无油润滑滑动轴承主要是铜合金加石墨，其结构是在铜合金上钻孔，在孔中填充石墨，轴承在工作过程中是通过孔中石墨实现其自润滑性能。由于铜和石墨都具有良好的导热性能，因此，该种轴承具有良好的热稳定性，能适用在较高温度工况下运行。但因为孔中石墨的不连续性，而且铜合金的硬度高于一般高分子材料，因此，该种轴承的自润滑性能比全塑料型要差，运转噪音较大，而且它对配幅零件的磨损也较大。

随着机器向高速、精密、低噪声方向发展，对滑动轴承的要求也越来越高，尤其要求轴承具有良好的导热与散热性能，良好的热稳定性。因此，具有优良自润滑与热稳定性能的高分子复合材料及对复合滑动轴承的研究与应用成为热点之一。

目前，改善高分子材料导热性的主要方法是在其中引入高导热填料，即所谓的填充型导热高分子材料，它依靠声子传热，导热系数取决于高分子材料基体和导热填料的协同作用。然而，由于填料的分布是随机的，所形成的导热网络并不连续，存在众多断点，且导热网络呈各向异性，而导热性能好坏取决于最短的导热网络，因此对提高材料导热性能作用有限。

有空洞的金属被称为泡沫金属或发泡金属，如发泡铝、发泡镍、发泡铜等。泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，由于其具有特殊的疏松孔洞结构，密度小、质量轻、比表面积大、比力学性能高，具有许多独特的性能，如：良好的吸声、隔音、电磁屏蔽、阻尼、减震等性能。但单一的泡沫铝也存在性能上的缺陷，如强度、模量较低，而不能单独作为结构材料使用。

聚合物，也称高分子材料，具有许多金属所不能比拟的特性，如高比强、低密度、耐腐蚀、具有自润滑性能和良好的加工性能。但它也有不足，如导热与耐热性差、导电性差。

将泡沫铝和聚合物等材料结合起来，制备性能优异的泡沫铝/聚合物复合材料成为研究的热点。例如CN102501357A公开了一种聚合物/泡沫铝复合材料及其生产方法，将泡沫铝嵌入模具内；将聚合物或共混物通过注射成型方法制得聚合物/泡沫铝复合材料；将聚合物熔体充入泡沫铝的孔隙中，形成由泡沫铝和聚合物构成的复合材料。此外，还有通过渗压法制备硅橡胶、环氧树脂等热固性材料填充泡沫铝复合材料的报道。但现有技术制造该类复合材料时，因化学反应后会产生一定的气体，泡沫铝与聚合物材料的热膨胀系数差距较大等原因，一方面易使复合材料的界面脱胶，界面热阻增大，对导热性能改善效果减弱；另一方面，得到的产品并不致密，性能存在缺陷，故此工艺方法适用范围相对有限。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明解决的技术问题在于提供一种摩擦系数低、耐磨性好、自润滑性能优良、强度高、尺寸稳定性和热稳定性好的复合滑动轴承及其制备方法。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种复合滑动轴承，经以下方法制得：泡沫铝依次通过脱脂、碱洗和酸洗后，采用硅烷偶联剂进行表面处理；经上步骤处理后的泡沫铝通过电沉积方法在泡沫铝的孔表面沉积一层磺化石墨烯；经上述步骤处理后的泡沫铝装入注塑模具中，将耐磨塑料采用注塑工艺注塑，冷却成型；脱脂前的泡沫铝为具有完全连通的孔系，孔隙率为60%～80%，孔径为2～4mm的泡沫铝。

作为进一步改进的技术方案，本发明提供的复合滑动轴承，所述磺化石墨烯为采用Hummers 法，由石墨经氧化−剥离−还原制得的石墨烯，在石墨烯表面修饰磺酸基后制得的磺化石墨烯。

作为优选的技术方案，本发明提供的复合滑动轴承，所述磺化石墨烯为采用Hummers 法，由石墨经氧化−剥离−还原制得的石墨烯，石墨烯经硼氢化钠进行预还原后，进行磺酸化处理，再采用肼进行二次还原后制得的磺化石墨烯。

为了解决上述技术问题，另一方面，本发明提供一种复合滑动轴承制备方法，包括以下步骤：泡沫铝依次通过脱脂、碱洗和酸洗后，采用硅烷偶联剂进行表面处理；经上步骤处理后的泡沫铝通过电沉积方法在泡沫铝的孔表面沉积一层磺化石墨烯；沉积一层磺化石墨烯后的泡沫铝装入注塑模具中，将耐磨塑料采用注塑工艺注塑，冷却成型；所述耐磨塑料包括聚甲醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种；脱脂前的泡沫铝由纯铝和/或铝硅合金经过发泡后制得，其具有完全连通的孔系，孔隙率为60%～80%，孔径为2～4mm。泡沫铝依次通过脱脂、碱洗和酸洗后，采用硅烷偶联剂进行表面处理，优选的工艺为：对泡沫铝进行脱脂后，先在3wt%～8wt%的NaOH水溶液中碱洗4～6分钟，再在3wt%～8wt%的HCI水溶液中酸洗4～6分钟，然后用水冲洗使泡沫铝的冲洗液呈中性，置于80～100℃的温度下烘干；用泡沫铝重量1wt%～3wt%的硅烷偶联剂水解液进行表面处理；再在80～100℃温度下烘干。

作为进一步改进的技术方案，本发明提供的复合滑动轴承制备方法，所述在泡沫铝的孔表面沉积一层磺化石墨烯制备过程包括采用直流电源，石墨电极接正极，工件接负极，在浓度为100mg～300mg/L、温度为20～40℃的石墨烯磺化石墨烯-水分散液中沉积2～5min。

作为进一步改进的技术方案，本发明提供的复合滑动轴承制备方法，所述磺化石墨烯为采用Hummers 法，由石墨经氧化−剥离−还原制得的石墨烯，在石墨烯表面修饰磺酸基后制得的磺化石墨烯。

作为进一步改进的技术方案，本发明提供的复合滑动轴承制备方法，所述磺化石墨烯为采用Hummers 法，由石墨经氧化−剥离−还原制得的石墨烯，石墨烯经硼氢化钠进行预还原后，进行磺酸化处理，再采用肼进行二次还原后制得的磺化石墨烯。

作为进一步改进的技术方案，本发明提供的复合滑动轴承制备方法，还包括将经沉积磺化石墨烯处理后的泡沫铝在真空、300～400℃的温度下退火处理3~5h。

作为进一步改进的技术方案，本发明提供的复合滑动轴承制备方法，所述注塑工艺条件为：料筒温度190℃，模具温度100℃，注射压力70～110MPa，注射速率90%，注射时间30秒，保压压力90MPa，保压时间30秒。

作为进一步改进的技术方案，本发明提供的复合滑动轴承制备方法，所述冷却成型过程包括在50～80℃温度下，保温2～3h，然后自然冷却至室温。

本发明提供的复合滑动轴承，采用的材料为泡沫铝/聚合物三维互穿复合材料，材料密度为1.0～1.5g/cm³，无缺口抗冲击强度为130～190KJ/m²，抗压强度为16～22MPa，导热系数为2.1～2.4W/(m·K)^-1，性能优异。

本发明带来的有益效果：本发明提出的技术方案，在泡沫铝与聚合物两相界面之间，通过电沉积法引入磺化石墨烯过渡层，有效地解决了泡沫铝与聚合物材料因热膨胀系数不同而导致的界面脱胶，界面热阻大等技术问题，从而获得结构完整、性能优良的泡沫铝/聚合物三维互穿复合滑动轴承。相对现有的方法制备的泡沫铝/聚合物三维互穿复合材料，该方法制备的产品，其内部含有磺化石墨烯过渡层，铝塑界面结合良好，无结构缺陷，因此其导热系数可达2.1～2.4W/(m·K)^-1，且具备耐磨、自润滑、强度高等优良性能。

本发明提供的复合滑动轴承摩擦学性能优异，且可实现无油润滑，因此，具有环境友好、应用价值突出的特点。

具体实施方式

实施例用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

按以下步骤和物料比例制备磺化石墨烯：

S1：冰水浴条件下，往230mL浓硫酸中缓慢加入10g鳞片石墨，随后加入5g硝酸钠与30g高锰酸钾，在冰水浴条件下持续搅拌反应2h；

S2：将S1步骤反应结束后的物料移至35℃的恒温水浴中，反应30min；随后缓慢加入460mL的去离子水和50mL的H₂O₂；反应结束后先用5wt%的HCl洗涤4至5次，再用去离子水反复洗涤至中性，所得产物在60℃真空干燥24h后制得氧化石墨，密封保存备用；

S3：取S2步骤得到的氧化石墨150mg分散于150ml去离子水中，经超声处理2h，得到1mg/mL氧化石墨烯悬浮液；

S4：在S3步骤得到的氧化石墨烯悬浮液中加入5wt%的碳酸钠水溶液，调节pH在9～10之间；随后称取1200mg的硼氢化钠溶于30mL的去离子水中，倒入氧化石墨烯分散液中，在80℃的油浴条件下搅拌反应1h；

S5：采用离心机对S4步骤得到的分散液进行离心分离，得到部分还原的氧化石墨烯；将所得产物分散于150mL去离子水中，超声处理5min；

S6：将36mg的亚硝酸钠溶于20ml去离子水中，在冰水浴的条件下加入92mg的无水对氨基苯磺酸和1g1mol/L的HCl，当出现对氨基苯磺酸重氮盐的细粒状白色沉淀后，继续搅拌反应 15 min，制得对氨基苯磺酸重氮盐；

S7：将S6步骤所得的对氨基苯磺酸重氮盐加入到部分还原的氧化石墨烯悬浮液中，在冰水浴条件下持续搅拌反应2h；随后对磺酸基改性的氧化石墨烯溶液进行离心分离，制得磺酸基改性氧化石墨烯；

S8：取S7步骤制得的磺酸基改性氧化石墨烯溶于150mL去离子水中，超声处理5min；随后加入0.1g水合肼，在100℃条件下搅拌反应24h，随后加入5wt%碳酸钠水溶液，析出磺化石墨烯；

S9：将S9步骤得到的磺化石墨烯用去离子水多次清洗，在60℃真空干燥后备用。

实施例1：

按以下步骤生产泡沫铝/聚合物三维互穿复合滑动轴承：

制备POM复合材料填充物：将60重量份POM（聚甲醛）、20重量份六钛酸钾晶须（PTW）、20重量份PTFE（聚四氟乙烯）固体润滑剂烘干后，加入0.3重量份抗氧剂B225和0.1重量份三乙醇铵，在高速混料机中进行混合，在160℃～190℃温度下挤出造粒后烘干待用。

将孔隙率为60%，孔径为2mm，尺寸为内径Φ45mm、外径Φ62mm、长度为62mm的泡沫铝毛坯依次在3wt%的NaOH水溶液中碱洗6分钟，在3wt%的HCI水溶液中酸洗6分钟；用水冲洗使泡沫铝的冲洗液呈中性；置于80～100℃的温度下烘干；再用泡沫铝1wt%的KH550偶联剂水解液进行表面处理；在80～100℃温度下烘干。

将前述制备的磺化石墨烯经超声处理30min，超重处理1h、在转速2000rpm情况下制成浓度为100mg/L、温度为40℃的磺化石墨烯-水分散液，经上述步骤处理后的泡沫铝毛坯接20V直流电源负极，石墨电极接该直流电源正极，在磺化石墨烯-水分散液中采用电沉积方法在泡沫铝孔表面上沉积石墨烯过渡层，通过控制电流(电压) 和时间来调控石墨烯过渡层厚度，沉积时间5min、两级间距2～3cm；沉积完成后将经沉积磺化石墨烯处理后的泡沫铝毛坯件在真空、300～400℃的温度下退火处理3~5h。

将模具安装在注塑机上，将上述步骤处理后的泡沫铝毛坯件放入模具内，合模；然后将前述制得的POM复合材料填充物在170～200℃、70MPa下进行高温注塑成型；注塑成型其它工艺：料筒温度190℃，模具温度100℃，注射速率90%，注射时间30秒，保压压力90MPa，保压时间30秒；冷却后取出塑件，得到滑动轴承毛坯；滑动轴承毛坯进行机械加工后得到所需要的滑动轴承产品。

实施例2：

按以下步骤生产泡沫铝/聚合物三维互穿复合滑动轴承：

制备POM复合材料填充物：将70重量份POM、10重量份六钛酸钾晶须(PTW)、10重量份PTFE固体润滑剂烘干后，加入0.1重量份抗氧剂B225和0.3重量份三乙醇铵，在高速混料机中进行混合，在160℃～190℃温度下挤出造粒后烘干待用。

将孔隙率为80%，孔径为4mm，尺寸为内径Φ45mm、外径Φ62mm、长度为62mm的泡沫铝毛坯依次在8wt%的NaOH水溶液中碱洗4分钟，在8wt%的HCI水溶液中酸洗4分钟；用水冲洗使泡沫铝的冲洗液呈中性；置于80～100℃的温度下烘干；再用泡沫铝3wt%的KH570偶联剂水解液进行表面处理；在80～100℃温度下烘干。

将前述制备的磺化石墨烯经超声处理30min，超重处理1h、在转速2000rpm情况下制成浓度为300mg/L、温度为20℃的磺化石墨烯-水分散液，经上述步骤处理后的泡沫铝毛坯接110V直流电源负极，石墨电极接该直流电源正极，在磺化石墨烯-水分散液中采用电沉积方法在泡沫铝孔表面上沉积石墨烯过渡层，通过控制电流(电压) 和时间来调控石墨烯过渡层厚度，沉积时间2min、两级间距2～3cm；沉积完成后将经沉积磺化石墨烯处理后的泡沫铝毛坯件在真空、300～400℃的温度下退火处理3~5h。

将模具安装在注塑机上，将上述步骤处理后的泡沫铝毛坯件放入模具内，合模；然后将前述制得的POM复合材料填充物在170～200℃、100MPa下进行高温注塑成型；注塑成型其它工艺：料筒温度190℃，模具温度100℃，注射速率90%，注射时间30秒，保压压力90MPa，保压时间30秒；冷却后取出塑件，得到滑动轴承毛坯；滑动轴承毛坯进行机械加工后得到所需要的滑动轴承产品。

实施例3：

按以下步骤生产泡沫铝/聚合物三维互穿复合滑动轴承：

制备POM复合材料填充物：将65重量份POM、15重量份六钛酸钾晶须（PTW）、15重量份PTFE固体润滑剂烘干后，加入0.2重量份抗氧剂B225和0.2重量份三乙醇铵，在高速混料机中进行混合，在160℃～190℃温度下挤出造粒后烘干待用。

将孔隙率为70%，孔径为4mm，尺寸为内径Φ45mm、外径Φ62mm、长度为62mm的泡沫铝毛坯依次在5wt%的NaOH水溶液中碱洗5分钟，在5wt%的HCI水溶液中酸洗5分钟；用水冲洗使泡沫铝的冲洗液呈中性；置于80～100℃的温度下烘干；再用泡沫铝2wt%的KH560偶联剂水解液进行表面处理；在80～100℃温度下烘干。

将前述制备的磺化石墨烯经超声处理30min，超重处理1h、在转速2000rpm情况下制成浓度为200mg/L、温度为30℃的磺化石墨烯-水分散液，经上述步骤处理后的泡沫铝毛坯接70V直流电源负极，石墨电极接该直流电源正极，在磺化石墨烯-水分散液中采用电沉积方法在泡沫铝孔表面上沉积石墨烯过渡层，通过控制电流(电压) 和时间来调控石墨烯过渡层厚度，沉积时间4min、两级间距2～3cm；沉积完成后将经沉积磺化石墨烯处理后的泡沫铝毛坯件在真空、300～400℃的温度下退火处理3~5h。

将模具安装在注塑机上，将上述步骤处理后的泡沫铝毛坯件放入模具内，合模；然后将前述制得的POM复合材料填充物在170～200℃、85MPa下进行高温注塑成型；注塑成型其它工艺：料筒温度190℃，模具温度100℃，注射速率90%，注射时间30秒，保压压力90MPa，保压时间30秒；冷却后取出塑件，得到滑动轴承毛坯；滑动轴承毛坯进行机械加工后得到所需要的滑动轴承产品。

实施例4：

按以下步骤生产泡沫铝/聚合物三维互穿复合滑动轴承：

制备PE （聚乙烯）复合材料填充物：将60重量份PE、20重量份六钛酸钾晶须（PTW）、20重量份PTFE固体润滑剂烘干后，加入0.3重量份抗氧剂1010，在高速混料机中进行混合，在180℃～220℃温度下挤出造粒后烘干待用。

将孔隙率为65%，孔径为2mm，尺寸为内径Φ45mm、外径Φ62mm、长度为62mm的泡沫铝毛坯依次在3wt%的NaOH水溶液中碱洗6分钟，在3wt%的HCI水溶液中酸洗6分钟；用水冲洗使泡沫铝的冲洗液呈中性；置于80～100℃的温度下烘干；再用泡沫铝1wt%的KH550偶联剂水解液进行表面处理；在80～100℃温度下烘干。

将前述制备的磺化石墨烯经超声处理30min，超重处理1h、在转速2000rpm情况下制成浓度为100mg～300mg/L、温度为20～40℃的磺化石墨烯-水分散液，经上述步骤处理后的泡沫铝毛坯接20V直流电源负极，石墨电极接该直流电源正极，在磺化石墨烯-水分散液中采用电沉积方法在泡沫铝孔表面上沉积石墨烯过渡层，通过控制电流(电压) 和时间来调控石墨烯过渡层厚度，沉积时间5min、两级间距2～3cm；沉积完成后将经沉积磺化石墨烯处理后的泡沫铝毛坯件在真空、300～400℃的温度下退火处理3~5h。

将模具安装在注塑机上，将上述步骤处理后的泡沫铝毛坯件放入模具内，合模；然后将前述制得的PE复合材料填充物在180～220℃、70MPa下进行高温注塑成型；注塑成型其它工艺：料筒温度190℃，模具温度100℃，注射速率90%，注射时间30秒，保压压力90MPa，保压时间30秒；冷却后取出塑件，得到滑动轴承毛坯；滑动轴承毛坯进行机械加工后得到所需要的滑动轴承产品。

实施例5：

按以下步骤生产泡沫铝/聚合物三维互穿复合滑动轴承：

制备PS（聚苯乙烯）复合材料填充物：将70重量份PS、10重量份六钛酸钾晶须(PTW)、10重量份PTFE固体润滑剂烘干后，加入0.1重量份抗氧剂1010，在高速混料机中进行混合，在250℃～270℃温度下挤出造粒后烘干待用。

将孔隙率为80%，孔径为4mm，尺寸为内径Φ45mm、外径Φ62mm、长度为62mm的泡沫铝毛坯依次在8wt%的NaOH水溶液中碱洗4分钟，在8wt%的HCI水溶液中酸洗4分钟；用水冲洗使泡沫铝的冲洗液呈中性；置于80～100℃的温度下烘干；再用泡沫铝3wt%的KH570偶联剂水解液进行表面处理；在80～100℃温度下烘干。

将前述制备的磺化石墨烯经超声处理30min，超重处理1h、在转速2000rpm情况下制成浓度为300mg/L、温度为20℃的磺化石墨烯-水分散液，经上述步骤处理后的泡沫铝毛坯接110V直流电源负极，石墨电极接该直流电源正极，在磺化石墨烯-水分散液中采用电沉积方法在泡沫铝孔表面上沉积石墨烯过渡层，通过控制电流(电压) 和时间来调控石墨烯过渡层厚度，沉积时间2min、两级间距2～3cm；沉积完成后将经沉积磺化石墨烯处理后的泡沫铝毛坯件在真空、300～400℃的温度下退火处理3~5h。

将模具安装在注塑机上，将上述步骤处理后的泡沫铝毛坯件放入模具内，合模；然后将前述制得的PS复合材料填充物在250～270℃、100MPa下进行高温注塑成型；注塑成型其它工艺：料筒温度190℃，模具温度100℃，注射速率90%，注射时间30秒，保压压力90MPa，保压时间30秒；冷却后取出塑件，得到滑动轴承毛坯；滑动轴承毛坯进行机械加工后得到所需要的滑动轴承产品。

实施例6：

按以下步骤生产泡沫铝/聚合物三维互穿复合滑动轴承：

制备PEEK(聚醚醚酮)复合材料填充物：将65重量份PEEK、15重量份六钛酸钾晶须(PTW)、15重量份PTFE固体润滑剂烘干后，加入0.2重量份抗氧剂1010，在高速混料机中进行混合，在340℃～380℃温度下挤出造粒后烘干待用。

将孔隙率为70%，孔径为4mm，尺寸为内径Φ45mm、外径Φ62mm、长度为62mm的泡沫铝毛坯依次在5wt%的NaOH水溶液中碱洗5分钟，在5wt%的HCI水溶液中酸洗5分钟；用水冲洗使泡沫铝的冲洗液呈中性；置于80～100℃的温度下烘干；再用泡沫铝2wt%的KH550偶联剂水解液进行表面处理；在80～100℃温度下烘干。

将前述制备的磺化石墨烯经超声处理30min，超重处理1h、在转速2000rpm情况下制成浓度为200mg/L、温度为20～40℃的磺化石墨烯-水分散液，经上述步骤处理后的泡沫铝毛坯接80V直流电源负极，石墨电极接该直流电源正极，在磺化石墨烯-水分散液中采用电沉积方法在泡沫铝孔表面上沉积石墨烯过渡层，通过控制电流(电压) 和时间来调控石墨烯过渡层厚度，沉积时间3min、两级间距2～3cm；沉积完成后将经沉积磺化石墨烯处理后的泡沫铝毛坯件在真空、300～400℃的温度下退火处理3~5h。

将模具安装在注塑机上，将上述步骤处理后的泡沫铝毛坯件放入模具内，合模；然后将前述制得的PEEK复合材料填充物在350～390℃、90MPa下进行高温注塑成型；注塑成型其它工艺：料筒温度190℃，模具温度100℃，注射速率90%，注射时间30秒，保压压力90MPa，保压时间30秒；冷却后取出塑件，得到滑动轴承毛坯；滑动轴承毛坯进行机械加工后得到所需要的滑动轴承产品。

对比实施例1

制备POM复合材料填充物：将60重量份POM、20重量份六钛酸钾晶须(PTW)、20重量份PTFE固体润滑剂烘干后，加入0.3重量份抗氧剂B225和0.1重量份三乙醇铵，在高速混料机中进行混合，在160℃～190℃温度下挤出造粒后烘干待用。

将孔隙率为60%，孔径为2mm，尺寸为内径Φ45mm、外径Φ62mm、长度为62mm的泡沫铝毛坯依次在3wt%的NaOH水溶液中碱洗6分钟，在3wt%的HCI水溶液中酸洗6分钟；用水冲洗使泡沫铝的冲洗液呈中性；置于80～100℃的温度下烘干；再用泡沫铝1wt%的KH550偶联剂水解液进行表面处理；在80～100℃温度下烘干。

将模具安装在注塑机上，将上述步骤处理后的泡沫铝毛坯件放入模具内，合模；然后将前述制得的POM复合材料填充物在170～200℃、70MPa下进行高温注塑成型，冷却后取出塑件，得到滑动轴承毛坯；滑动轴承毛坯进行机械加工后得到所需要的滑动轴承产品。

对比实施例2

制备PEEK(聚醚醚酮)复合材料填充物：将60重量份PEEK、20重量份六钛酸钾晶须(PTW)、20重量份PTFE固体润滑剂烘干后，加入0.3重量份抗氧剂1010，在高速混料机中进行混合，在340℃～380℃温度下挤出造粒后烘干待用。

将孔隙率为65%，孔径为2mm，尺寸为内径Φ45mm、外径Φ62mm、长度为62mm的泡沫铝毛坯依次在3wt%的NaOH水溶液中碱洗6分钟，在3wt%的HCI水溶液中酸洗6分钟；用水冲洗使泡沫铝的冲洗液呈中性；置于80～100℃的温度下烘干；再用泡沫铝1wt%的KH550偶联剂水解液进行表面处理；在80～100℃温度下烘干。

将模具安装在注塑机上，将上述步骤处理后的泡沫铝毛坯件放入模具内，合模；然后将前述制得的PEEK复合材料填充物在350～390℃、70MPa下进行高温注塑成型，冷却后取出塑件，得到滑动轴承毛坯；滑动轴承毛坯进行机械加工后得到所需要的滑动轴承产品。

试验情况及结果如下表:

泡沫铝/聚合物三维互穿复合材料性能指标

本发明所提供的复合滑动轴承具有优异的性能，与高分子材料导轴承相比，它具有高强度、高刚性和高导热与散热性，承载能力大；与金属材料导轴承相比，它具有优良的耐磨自润滑性能，不用加油润滑，对配合件磨损小，抗咬合，运动时噪音小。在泡沫铝与聚合物两相界面之间，通过电沉积法引入磺化石墨烯过渡层，有效地解决了泡沫铝与聚合物材料因热膨胀系数不同而导致的界面脱胶，界面热阻大等技术问题，从而获得结构完整、性能优良的泡沫铝/聚合物三维互穿复合滑动轴承。相对现有的方法制备的泡沫铝/聚合物三维互穿复合材料，该方法制备的产品，其内部含有磺化石墨烯过渡层，铝塑界面结合良好，无结构缺陷，因此其导热系数可达2.1～2.4W/(m·K)^-1，且具备耐磨、自润滑、强度高等优良性能。

显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合滑动轴承，其特征在于，经以下方法制得：泡沫铝依次通过脱脂、碱洗和酸洗后，采用硅烷偶联剂进行表面处理；经上步骤处理后的泡沫铝通过电沉积方法在泡沫铝的孔表面沉积一层磺化石墨烯；经上述步骤处理后的泡沫铝装入注塑模具中，将耐磨塑料采用注塑工艺注塑，冷却成型；脱脂前的泡沫铝为具有完全连通的孔系，孔隙率为60%～80%，孔径为2～4mm的泡沫铝。

2.根据权利要求1所述的复合滑动轴承，其特征在于，所述磺化石墨烯为采用Hummers法，由石墨经氧化−剥离−还原制得的石墨烯，在石墨烯表面修饰磺酸基后制得的磺化石墨烯。

3.根据权利要求1所述的复合滑动轴承，其特征在于，所述磺化石墨烯为采用Hummers法，由石墨经氧化−剥离−还原制得的石墨烯，石墨烯经硼氢化钠进行预还原后，进行磺酸化处理，再采用肼进行二次还原后制得的磺化石墨烯。

4.一种复合滑动轴承制备方法，其特征在于，包括以下步骤：泡沫铝依次通过脱脂、碱洗和酸洗后，采用硅烷偶联剂进行表面处理；经上步骤处理后的泡沫铝通过电沉积方法在泡沫铝的孔表面沉积一层磺化石墨烯；沉积一层磺化石墨烯后的泡沫铝装入注塑模具中，将耐磨塑料采用注塑工艺注塑，冷却成型；所述耐磨塑料包括聚甲醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种；脱脂前的泡沫铝由纯铝和/或铝硅合金经过发泡后制得，其具有完全连通的孔系，孔隙率为60%～80%，孔径为2～4mm。

5.根据权利要求4所述的复合滑动轴承制备方法，其特征在于，所述在泡沫铝的孔表面沉积一层磺化石墨烯制备过程包括采用直流电源，石墨电极接正极，工件接负极，在浓度为100mg～300mg/L、温度为20～40℃的石墨烯磺化石墨烯-水分散液中沉积2～5min。

6.根据权利要求4所述的复合滑动轴承制备方法，其特征在于，所述磺化石墨烯为采用Hummers 法，由石墨经氧化−剥离−还原制得的石墨烯，在石墨烯表面修饰磺酸基后制得的磺化石墨烯。

7.根据权利要求4所述的复合滑动轴承制备方法，其特征在于，所述磺化石墨烯为采用Hummers 法，由石墨经氧化−剥离−还原制得的石墨烯，石墨烯经硼氢化钠进行预还原后，进行磺酸化处理，再采用肼进行二次还原后制得的磺化石墨烯。

8.根据权利要求4所述的复合滑动轴承制备方法，其特征在于，还包括将经沉积磺化石墨烯处理后的泡沫铝在真空、300～400℃的温度下退火处理3~5h。

9.根据权利要求4所述的复合滑动轴承制备方法，其特征在于，所述注塑工艺条件为：料筒温度190℃，模具温度100℃，注射压力70～110MPa，注射速率90%，注射时间30秒，保压压力90MPa，保压时间30秒。

10.根据权利要求4所述的复合滑动轴承制备方法，其特征在于，所述冷却成型过程包括在50～80℃温度下，保温2～3h，然后自然冷却至室温。