！墨 ！ 二 ！ ＣＮ４１—１１４８／ＴＨ Ｂｅａｒｉｎｇ ２０１６，Ｎｏ．１１ 轴承２０１６年１１期 ３７—４１ 均苯型聚酰亚胺保持架材料的成形工艺及 性能研究 孙小波 ， ，王子君 ， ， （１．洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳４７１０３９；２．河南省高性能轴承技术重点实验室，河南 洛阳 ４７１０３９；３．滚动轴承产业技术创新战略联盟，河南 洛阳４７１０３９） 摘要：采用热压工艺，利用正交试验方法，确定了均苯型聚酰亚胺的成形工艺参数，研究了温度对聚酰亚胺保持 架材料拉伸强度、硬度和摩擦学的影响，分析了装有均苯型聚酰亚胺保持架轴承的高温高速适应性和抗贫油能 力。结果表明：工艺优化后的均苯型聚酰亚胺保持架材料２６０ ｏＣ时拉伸强度为７１ ＭＰａ，拉伸强度保持率为 ６４．５％，硬度和磨损量几乎不变，装有均苯型聚酰亚胺保持架的轴承高温高速适应性良好，抗贫油能力优于装 有传统铜保持架的轴承。 关键词：滚动轴承；均苯型聚酰亚胺；保持架；拉伸强度；邵氏硬度；摩擦学 中图分类号：ＴＨ１３３．３３；ＴＱ３１７．３ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００—３７６２（２０１６）１１—００３７—０５ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｉｍｉｄｅ Ｃａｇｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｕｎ Ｘｉａｏｂｏ ＇ ．Ｗａｎｇ Ｚｉｊｕｎ ， ， （１．Ｌｕｏｙａｎｇ Ｂｅａｉｒｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｅｎａｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７ １０３９，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ Ａｌｌｉａｎｃｅ ｆｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｉｎ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ，ｔｈｅ ｍｏｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｉｍｉｄｅ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｈｏｔ ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＰＩ ｃａｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ａｎｔｉ—ｓｔａｒｖｅｄ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｉｍｉｄｅ ｃａｇｅ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｐｏｌｙｐｙｒｏｍｅｌ－ ｌｉｔｉｃｉｍｉｄｅ ｃａｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｉｎ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ７１ ＭＰａ。ｔｈｅ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒｅａｃｈｅｄ ６４．５％． ｔｈｅ ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｗｅａｒ ｌｏｓｓ ａｒｅ ａｌｍｏｓｔ ｕｎｃｈａｎｇｅｄ ａｔ ２６０℃．Ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｐｏｌｙｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｉｍｉｄｅ ｃａｇｅ ｈａｄ ｅｘ— ｃｅｌｌｅｎｔ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ，ａｎｄ ｉｔｓ ａｎｔｉ—ｓｔａｒｖｅｄ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｔｏ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｏｐｐｅｒ ｃａｇｅ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｅｒｏ—ｅｎ￣ｎｅ ｂｅａｒｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏｌｌｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ；Ｐｏｌｙｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｉｍｉｄｅ；ｃａｇｅ；ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ；ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ 目前，高温高速轴承保持架多由金属材料 制成。随着合成工业的进步，特种工程塑料的 新型均苯型ＰＩ材料尺寸稳定性极佳，热膨胀系数 几乎与不锈钢相当，可在３５０ ｏＣ高温下长期工作， 由该材料制作的保持架已成功应用于航空发动机 轴承中。 耐热等级日益增高，如均苯型聚酰亚胺（ＰＩ）长 期工作温度不低于３５０℃，聚苯并咪唑（ＰＢＩ）可 以耐受４００℃的高温。Ｖｅｓｐｅｌ＠ＳＰ均苯型ＰＩ保 持架已应用于直升机变速器轴承，该轴承在润 滑失灵后还能继续运转２４ ｈ。Ｖｅｓｐｅｌ￣ＳＣＰ５０００ 收稿日期：２０１６—０４—１５；修回日期：２０１６—０５—２６ ＰＩ是一类主链上含有酰亚胺环的高分子材 料的总称，结构种类繁多，常见的有联苯型、均苯 型、酮酐型、醚酐型…等。ＰＩ的性能与其结构密 切相关，从耐热性上看，一般地，联苯型＞均苯型 ＞酮酐型＞醚酐型＿２ Ｊ。ＰＩ保持架材料用于高温 高速轴承的前提条件是耐热性能满足需求，长期 使用温度应不低于２６０ ｏＣ。目前，国内应用于轴 承保持架材料的主要为单醚酐型ＰＩ，其长期使用 温度不大于２００ ｏＣ，不能满足高温高速轴承使用 要求。 采用热压工艺研究均苯型ＰＩ保持架材料的 成形方法，重点分析温度对其拉伸强度、硬度和摩 擦学的影响规律，并与单醚酐型ＰＩ保持架材料的 性能进行了对比。在此基础上，通过装有均苯型 聚酰亚胺保持架轴承的高温高速和抗贫油能力试 验，验证均苯型ＰＩ保持架应用于高温高速轴承的 可能性。 １ 工艺试验 １．１原料与设备 试验用均苯型ＰＩ模塑粉为淡黄色粉末，密度 １．３５ ｇ／ｃｍ ；单醚酐型ＰＩ模塑粉为黄色粉末，密度 １．４０ ｃｍ ，压制烧结设备为热压机。 １．２试样制备 均苯型ＰＩ保持架材料采用优化的成形工艺 制得，单醚酐型ＰＴ保持架材料采用现有工艺制 得。试样尺寸：保持架外径６６０ ｍｍ，内径 ８ ｍｍ，厚６ ｍｍ。 １．３均苯型ＰＩ保持架材料成形工艺 均苯型Ｐ１分子链刚性强，无熔点，高黏无流 变，加工成形困难，只能依靠分子链黏弹形变的运 动特性，在加热到玻璃化转变温度之上并同步施 压方可成形，即只能热压成形。热压成形温度、成 形压力和保压时间是影响均苯型Ｐ１保持架材料 拉伸强度的３个主要因素。 采用正交试验法，考察上述３个因素对保持架 材料拉伸强度的影响，在前期单因素试验的基础 上，确定的因素和水平见表１，正交试验方案见表２。 将表２中各因素水平指标求和得到表３所示的分析 结果。由表３可知，优化方案为Ａ２Ｂ３Ｃ２。 表１均苯型ＰＩ成形工艺因素和水平 Ｔａｂ．１ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ Ｐ０ｌｙｐｙｒ０ｍｅ１１ｉｔｉｃｉｍｉｄｅ’ｓ ｍｏｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ 《轴承）２０１６．Ｎｏ．１１ 表２均苯型ＰＩ成形工艺Ｌ日（３ ）正交试验方案 Ｔａｂ．２ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｔａｂｌｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｉｍｉｄｅ’Ｓ ｍｏｌｄ— ｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ Ｌｑ（３ ） 表３均苯型ＰＩ成形工艺极差分析结果 Ｔａｂ．３ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｈ ｏｆ Ｐｏｌｙｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｉｍｉｄｅ’Ｓ ｍｏｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ 均苯型ＰＩ模塑粉不熔，当成形温度大于玻璃 化转变温度３８３℃时进入高弹态，温度适当升高 时，高压下均苯型ＰＩ模塑粉充模完成，材料拉伸 强度随之提高。由于均苯型ＰＩ成形温度窗口小， 温度达到３９８℃时可能出现部分交联反应，模腔 内外模塑粉的固化速度呈现差异性，最终致使材 料拉伸强度下降。较高的成形压力使得高弹态物 料充满模具型腔，增大材料密度，提高保持架材料 的拉伸强度。保压时间的适当延长利于模腔中高 弹态物料流动取向，高分子材料流动取向后，拉伸 强度有所增加，但保压时间不能过长，均苯型ＰＩ 长时间处于高温高压下会出现交联老化现象，从 而使拉伸强度下降。 根据正交试验极差分析结果，均苯型ＰＩ保持 架材料的最佳成形工艺参数为：成形温度３９３ ｃｃ， 成形压力１ ２００ ｋｇ／ｃｍ ，保压时间２０ ｍｉｎ／ｍｍ。为 了检验正交试验得出的成形工艺参数，按照该工 艺参数制得保持架材料的拉伸强度为１ １０ ＭＰａ，证 实了工艺参数的合理性。 ２性能试验 ２．１ 试验方法 依据Ｑ／ＺＹＳ Ｊ０６３－－２０１３（（模压聚酰亚胺保持架 坯料技术条件》，采用ＤＮＳ２０型电子微控万能试 验机测试拉伸强度。依据ＧＢ／Ｔ ２４１１—２００８《塑料 和硬橡胶 使用硬度计测定压痕硬度（邵氏硬 孙小波，等：均苯型聚酰亚胺保持架材料的成形工艺及性能研究 度）》，采用Ｖ—ＳＤ型邵氏硬度计测试硬度。采用 载荷 ＤＳＣ法测定玻璃化转变温度。依据ＧＢ／Ｔ １６３４．２— ２ｏｏ４￣塑料一负荷变形温度的测定第２部分：塑 料、硬橡胶和长纤维增强复合材料》，采用ＺＷＫ１３０２ Ｂ型微机控制热变形维卡软化点试验机测试热变 形温度。依据ＧＢ／Ｔ １０３６－－２００８《塑料 一３０—３０ 往复滑动 。【＝线膨胀系数的测定石英膨胀计法》，采用ＺＲＰＹ 型线膨胀系数仪测试线膨胀系数。采用Ｃｂ－Ｔ一１型 Ｆｉ １ 图１摩擦副接触方式示意图 Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｐａｉｒ’ｓ ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ 表面综合陛能测量仪测试摩擦学性能，摩擦副接触 方式如图１所示。试样表面经８００目金相砂纸打 知，均苯型ＰＩ保持架材料的平均线膨胀系数相对 较小，硬度相对较大，热学性能显著优于传统单醚 磨；试验条件：干摩擦，载荷３０ Ｎ，频率２０ Ｈｚ，滑动 距离５ ｒｎｌ２１，６４ ｎ＇ｌｌｎ对磨钢球，时间１ ｈ。 ２．２均苯型Ｐｌ保持架材料的性能 ２种ＰＩ保持架材料部分性能见表４。由表可 酐型ＰＩ保持架材料，适用于高温工况。因此，有 必要研究均苯型ＰＩ保持架材料拉伸强度、硬度、 摩擦学性能等随温度的变化规律。 表４ ２种ＰＩ保持架材料性能 Ｔａｂ．４ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ＰＩ ｃａｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２．２．１ 温度对Ｐｌ保持架材料拉伸强度的影响 主要是由于２种ＰＩ结构差异大，单醚酐型ＰＩ结构 ２种ＰＩ保持架材料的拉伸强度随温度变化曲 线如图２所示，拉伸强度保持率见表５。由此可 知，随着温度的升高，２种ＰＩ保持架材料的拉伸强 度及拉伸强度保持率均呈下降趋势，尤其是单醚 酐型ＰＩ下降幅度较大，而均苯型ＰＩ下降趋势较 缓。均苯型ＰＩ保持架材料拉伸强度保持率在 ２６０℃时高达６４．５％，单醚酐型ＰＩ为１７．９％。这 含有醚键，玻璃化转变温度和热变形温度低，耐热 性较差；均苯型ＰＩ结构刚性强，玻璃化转变温度 和热变形温度较高，耐热性优异。 ２．２．２ 温度对ＰＩ保持架材料硬度的影响 ２种ＰＩ保持架材料硬度随温度的变化规律见 表６。由表可知，随着温度的升高，单醚酐型ＰＩ的 硬度逐渐下降，而均苯型ＰＩ的硬度几乎不变。虽 然２种ＰＩ均属于无定型结构，但二者的耐热性能 ＼ 差距较大，当环境温度为２６０℃，已超过单醚酐型 ＰＩ保持架材料热变形温度（２４９ ｏＣ），材料变软，硬 度大幅下降；均苯型ＰＩ热变形温度高于环境温 度，加之不熔特性，因此硬度几乎无变化。 表６不同温度下材料的硬度 温度／℃ Ｔａｂ．６ ＰＩ ｃａｇｅ ｍａｔｅｒｉｌｓ ｓ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 慧 图２材料拉伸强度随温度的变化曲线 Ｆｉｇ．２ Ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｗｉｔｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 硬度／ＳＤ 温 ℃ —丽 表５不同温度下材料的拉伸强度保持率 Ｔａｂ．５ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ａｔ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒ－ ａｔｕｒｅ ℃ ２．２．３ 温度对Ｐｌ保持架材料摩擦学｝生能的影响 ２种ＰＩ试样在不同温度下的摩擦曲线和磨损 情况分别如图３和图４所示。 ・４０・ Ｏ．６ ０．４ Ｏ．６ ４ Ｏ．６ 《轴承｝２０１６．№．１１ ＨｒＬＬＩ＼匿 邀 繁０．２ ｛酐 ０ 鍪。一４ 糍０．２ 斟 ０ ６００ ｌ ２∞ｌ ８０ｏ ２４００ ３ ００Ｏ ３ ６００ ０．２ 静 ６０ｏ １２０ｏ １ ８０ｏ ２４００ ３ ０００ ３ ６０（） Ｏ ６ｏＯ １ ２００ ｌ８００ ２４００ ３ ００ｏ ３∞Ｏ 时间／ｓ （ａ）２３℃ ０．６ 时ｌｉ￣］／ｓ （ｂ）ｌ０Ｏ℃ Ｏ．６ 时Ｉｈ］／ｓ （ｃ）ｌ５Ｏ℃ 耧０．４ ０．４ 爨０．２ 避 Ｏ （ｍ １ ２０ｏ ｌ８００ ２４００ ３ ０【ｘ】３ ６（ｘ】 爨０．２ 心 ０ ６（的ｌ ２０Ｏ ｌ ８（ｘ）２４００ ３Ⅸｘ】３ ）ｏ 时间／ｓ （ｄ）２００℃ 时间／ｓ （ｅ）２６０℃ 图３ 不同温度下２种试样的摩擦曲线 Ｆｉｇ．３ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 熟２．０ 黜１．０ ０ ５ｏ １００ ｌ５０ ２０ｏ ２５０ ３０ｏ 温度／℃ 温度／ ℃ （ａ）磨损体积 （ｂ）磨痕深度 图４ 不同温度下２种试样的磨损情况 （ｃ）磨痕宽度 Ｆｉｇ．４ Ｗｅａｒ ｌｏｓｓ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 对于单醚酐型ＰＩ，环境温度升高至１０Ｏ℃ 时，摩擦因数降低，磨损量增加；环境温度升高至 １５０ ｏＣ时，摩擦因数基本保持不变，磨损量继续 加大。这是由于ＰＩ是热的不良导体，摩擦热不 能快速向环境传导，在试样表层留下较高的温度 梯度，相接触的表面微凸体表层进入高弹态，磨 损变大；当环境温度升高到２００ ｏＣ时，无法快速 承载能力下降，摩擦副实际接触面积和体积增 大，摩擦因数升高，磨损增大；当环境温度达到 ２６０ ｏＣ时，材料本体进入商弹态，积聚的摩擦热 使得实际接触区域温度大幅超过单醚酐 ＰＩ的 玻璃化转变温度而进入黏流态，分子链段在摩擦 力作用下发生沿滑动方向的运动，表＿血形成熔化 转移润滑层（图６），摩擦 数大幅下降，旧时，表 传导出的摩擦热使接触区域温度可能超过其热 变形温度，表面软化（图５），同时硬度降低，表面 面硬度进一步降低，承载性大幅下降，蠕变严重， 磨损急剧增加 （ｃ）均苯型，２００℃ （ｄ）均苯型，２６０℃ ｃ）均苯型，２６０ ： （ｄ）单醚酐型．２６０ ： 图５摩擦试验后２种试样的表面照片 Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｈｏｔｏ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｓ＇ａｆｔｅｒ （・ｔｉｏｎ ｔｅｓｔ 图６试样磨损表面的光学显微镜照片 Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉ（’ｒｏｓｅｏｐｅ ｐｈｏｔｏ ｏｔ‘ｓａｍｐｌｅｓ ｗｏｒｎ ｓｕｒｆａｃｅ 孙小波，等：均苯 聚酰 胺保持架材料的成形工艺及性能研究 ・４ｌ・ 对于均苯 ＰＩ，环境温度不超过２００℃时，随 无磨损（图７），表明均苯型ＰＩ保持架高温高速适 应性良好。 着环境温度的升高，材料分子链段活动空问稍大， 摩擦凶数有所下降且基本稳定在０．２；当环境温度 达到２６０ ｃｃ时，无法快速传导出的摩擦热使得摩 擦副接触面的温度高于２６０ ｏＣ，远低于材料的玻 璃化转变温度（３８３ ｏＣ），因而处于玻璃态，不会出 现单醚酐型ＰＩ的软化现象，更不会形成熔化转移 润滑层 摩擦因数增大到约０．３，均苯型ＰＩ保持 架材料不熔，理论最高工作温度可达３３０～３５０ ｃ【＝。在试验温度范围内，均苯型ＰＩ物理状态未发 图７ 高温高速试验后的均苯型Ｐｌ保持架 Ｆｉｇ．７ Ｐｏｌｙｐ） ｒｏｍｅｌｌｉｔｉｅｉｍｉｄｅ ｃａｇｅ＇ａｆｔｅｌ’ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ 生变化，更不会发生化学变化，磨损量基本保持 变： ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｔｅｓｔ ３．２抗贫油试验 ３ 应用 为了验汪均苯型ＰＩ保持架应用于高温高速 轴承的可行性，在某角接触球轴承中考察了其高 温高速的适应性，并与分别装有单醚酐型ＰＩ和传 统锏镀银金属保持架的轴承进行厂抗贫油对比 试验 在最大轴向载荷４ ５００ Ｎ，最大径向载荷 ２ ０００ Ｎ，转速２４ ０００ ｒ／ｍｉｎ，１０％的正常供油量 （０．１ Ｌ／ｍｉｎ）工况下，装有２种ＰＩ保持架的轴承 均运转正常，而装有铜镀银保持架轴承的试验机 报警停机，拆解轴承后发现保持架镀银层剥落， 引导面磨损严重（图８ｃ）。转速提高到２８ ０００ ｒ／ｍｉｎＨ￣，外圈温度达到１９０ ｃ（＝，装有ＰＩ保持架的 ３．１ 高温高速试验 在最大轴向载荷７ ０００ Ｎ，径向载荷４ ０００ Ｎ， ２种轴承均报警停机，拆解后发现：装有均苯型 ＰＩ的保持架无损伤，球和内圈出现均匀“蓝黑 色 ’（图８ａ）；装有单醚酐型ＰＩ保持架软化变 最高转速５０ ０００ ｒ／ｍｉｎ，轴承ｄ ・ｎ值１．７５×１０。 ｉｎｎｌ・ｒ／ｍｉｎ，供油量１ Ｌ／ｒａｉｎ工况下，轴承安全运 转１９５ ｒａｉｎ，外圈最高温度２１６ ｑＣ，保持架温度应 大于２４０ ｃｃ 试验结束后拆分轴承，保持架完好 形，球全部嵌入到保持架内（图８ｂ），无法取出 结果表明，装有均苯型ＰＩ保持架轴承的抗贫油 性能优。 （ａ）均笨型Ｐｌ保持架 ｏ１）单醚酐型ＰＪ保持架 （ｒ・）铜镀银保持架 图８试验后轴承零件 Ｆｉｇ．８ Ｂｅａｒｉｎｇｓ ａｆｔｅｒ ｔｅｓｔ ４结论 １）采川热压＿［岂，利ｊ｛Ｊ＿正交试验方法，以拉伸 适应性良好＇可推广应用于高温高速。轴承 灶度为判槲，确定了均笨刊ＰＩ保持架材料的成形 Ｉ 艺参数：成形温度３９３ ｑＣ，成形压力１ ２００ ｋｇ／ｅｍ， 时 ２０ ｒａｉｎ／ｒａｍ 参考文献： ［１］ 孙小波，王子君，土枫．轴承保持架用聚酰哑胺材料 ［Ｊ］．轴承，２０１３（９）：５４—５７． ２）均笨型ＰＩ保持架材料２６０ ｃ【＝时拉仲强度 ［２］ 李赤峰．聚酰亚胺的结构与其热性能的关系 Ｊ］．化 学推进剂 ｊ高分子材料，２００４，２（６）：２４～２８． 保持率高达６４．５％，邵氏硬度和磨损量几乎不变， 具有优异的高温综合性能。 ３）均苯型ＰＩ保持架高温高速工况和抗贫油 ［３］ 陈字，郦敏沽．航窄发动机轴承失效分析［Ｊ］．轴承， ２００７（５）：２２—２５． （编辑：王玉良）