專利名稱：航空發(fā)動(dòng)機(jī)用云母填充聚四氟乙烯制品材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空液壓密封技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)用云母填充聚四氟乙烯制品材料的制備方法。
背景技術(shù)：
純聚四氟乙烯(PTFE)材料，或填充石墨、二硫化鉬、銅粉等材料的填充聚四氟乙烯材料，作為一種新型密封材料已在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于上述材料還存在導(dǎo)熱性差、熱膨脹系數(shù)大、機(jī)械強(qiáng)度低、冷流性大、耐幅射性差等缺點(diǎn)，不適用于制作高精度尺寸要求的薄壁密封環(huán)。特別是航空發(fā)動(dòng)機(jī)活塞部分用的密封環(huán)，對(duì)材料的性能要求更為苛刻。即材料在滿足規(guī)定的強(qiáng)度和韌性的情況下，必須具有良好的機(jī)械加工性能，并且長(zhǎng)期浸泡在航空煤油中，且要保持尺寸的穩(wěn)定性。因此，必須研制開發(fā)新的密封材料，以滿足現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械強(qiáng)度和韌性好，耐摩擦，長(zhǎng)期浸泡在航空煤油中能保持尺寸的穩(wěn)定性，且具有良好的機(jī)械加工性能的航空發(fā)動(dòng)機(jī)用云母填充聚四氟乙烯制品材料的制備方法。
本發(fā)明提出的航空發(fā)動(dòng)機(jī)用云母填充聚四氟乙烯制品材料的制備方法，其具體步驟如下(1)混合將聚四氟乙烯樹脂粉與云母粉料按一定比例倒入混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行均勻混合，其中，云母粉的加入量控制在35％-50％的重量比，云母粉的粒徑控制在250目-400目；(2)預(yù)成型將混合料加入模具的模腔內(nèi)進(jìn)行預(yù)成型工藝，預(yù)成型的條件為壓力控制在20MPa-35MPa，保溫時(shí)間為5-10分鐘，溫度控制在23-28℃；(3)燒結(jié)將預(yù)成型坯加熱，通過熱傳導(dǎo)使分子自凝聚成一定形狀成品，制品燒結(jié)成型溫度一般控制在350℃-400℃，保溫時(shí)間一般控制在3h～6h，升、降溫速率一般取40℃/h～60℃/h；(4)熱處理將燒結(jié)過程中形成的預(yù)成型坯體迅速投入到冷卻介質(zhì)中進(jìn)行冷卻，熱處理?xiàng)l件是處理前的溫度一般控制在350℃-400℃，根據(jù)制品的熱容量保溫一定的時(shí)間，然后根據(jù)不同用途，在不同介質(zhì)中進(jìn)行冷卻定型；
(5)機(jī)械加工根據(jù)所需規(guī)格和尺寸進(jìn)行機(jī)械加工，得到所需制品。
本發(fā)明中，燒結(jié)過程就是使預(yù)成型坯體在高溫狀態(tài)下，分子間通過熱傳導(dǎo)熔融并凝聚成一定形狀制品的過程。云母填充聚四氟乙烯制品材料，其燒結(jié)溫度不宜過高，否則會(huì)出現(xiàn)分解，而造成制品材料內(nèi)部呈黑色。根據(jù)制品材料的外形尺寸的大小確定保溫時(shí)間。同時(shí)，采用較慢的升溫速率，以便使聚四氟乙烯分子結(jié)晶充分，以提高制品的機(jī)械性能。
本發(fā)明中，熱處理的目的是控制聚四氟乙烯制品材料的結(jié)晶度，消除殘留在制品中的內(nèi)應(yīng)力，在保證制品強(qiáng)度的同時(shí)，提高制品的韌性。熱處理的方法是將在燒結(jié)溫度下保持一定時(shí)間的預(yù)成型坯體迅速投入到冷卻介質(zhì)中進(jìn)行冷卻。冷卻介質(zhì)可以是空氣、水或者是含有一定量金屬鹽的溶液。
本發(fā)明中，制品材料應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的各種部件，如密封環(huán)、套筒等。
本發(fā)明提供的聚四氟乙烯制品材料是一種供航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用的高性能密封材料。其主要力學(xué)性能指標(biāo)為相對(duì)密度2.2-2.4，拉伸強(qiáng)度≥4.48MPa，負(fù)載(250kg)下壓縮變形≤3.5％，線膨脹系數(shù)(2.5-4.8)×10-5K-1。
本發(fā)明提供的聚四氟乙烯制品材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、自潤(rùn)滑性以及耐高低溫性(-200℃-250℃)，其主要特點(diǎn)是具有良好的機(jī)械加工性能和尺寸穩(wěn)定性，以及耐航空煤油的特性。適用于各種精密尺寸要求密封環(huán)的制作材料，也是尖端科學(xué)和現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的重要材料。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1航空發(fā)動(dòng)機(jī)用云母填充聚四氟乙烯棒材直徑為φ75mm，高200mm，采用聚四氟乙烯樹脂粉，250目白云母粉作為填充劑，云母粉加入比例為50％，預(yù)成型溫度為23℃，保溫時(shí)間為5分鐘，壓力為23MPa；燒結(jié)過程中溫度為350℃，保溫時(shí)間5小時(shí)，升、降溫速率為45℃/h，熱處理前(在水中處理)的燒結(jié)溫度為380℃。
實(shí)施例2航空發(fā)動(dòng)機(jī)用云母填充聚四氟乙烯套筒外徑φ40mm，內(nèi)徑φ28.5mm，高70mm，采用聚四氟乙烯樹脂，400目白云母粉作為填充劑，云母粉加入比例為37％，預(yù)成型溫度為28℃，保溫時(shí)間為9分鐘，壓力為35MPa；燒結(jié)過程中溫度為390℃，保溫時(shí)間為3.5h，升、降溫速率為60℃/h，熱處理前(在空氣中處理)的燒結(jié)溫度為350℃。
權(quán)利要求
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)用云母填充聚四氟乙烯制品材料的制備方法，其特征在于具體步驟如下；(1)混合將聚四氟乙烯樹脂粉與云母粉料按一定比例倒入混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行均勻混合，其中，云母粉的加入量為35％-50％的重量比，云母粉的粒徑為250目-400目；(2)預(yù)成型將混合料加入模具的模腔內(nèi)進(jìn)行預(yù)成型，預(yù)成型的條件為壓力為20MPa-35MPa，保溫時(shí)間為5-10分鐘，溫度控制在23-28℃；(3)燒結(jié)將預(yù)成型坯加熱，通過熱傳導(dǎo)使分子自凝聚成一定形狀成品，制品燒結(jié)成型溫度為350℃-400℃，保溫時(shí)間為3h～6h，升、降溫速率為40℃/h～60℃/h；(4)熱處理將燒結(jié)過程中形成的預(yù)成型坯體迅速投入到冷卻介質(zhì)中進(jìn)行冷卻，熱處理?xiàng)l件是處理前的溫度為350℃-400℃；(5)機(jī)械加工成所需制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的云母填充聚四氟乙烯制品材料的制備方法獲得的材料應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制品。
全文摘要
本發(fā)明屬于航空液壓密封技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)用云母填充聚四氟乙烯制品材料的制備方法。本發(fā)明使用的原材料是聚四氟乙烯樹脂和云母粉，成型過程包括原料混合、模壓、燒結(jié)、熱處理、機(jī)械加工等生產(chǎn)工藝。本發(fā)明其主要特點(diǎn)是具有良好的機(jī)械加工性能和尺寸穩(wěn)定性，以及耐航空煤油的特性，適用于各種精密尺寸要求密封環(huán)的制作材料。
文檔編號(hào)C08L27/00GK1537889SQ20031010813
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2003年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者方秋利 申請(qǐng)人:上海市塑料研究所