②研发基础较薄弱
国内企业通过加大科研投入、 引进优秀人才等方式增强技术实力,并取得了一系列原创技术和专利产品。但与国际同行相比,我国大多数自润滑轴承企业起步较晚,在基础共性技术研发方面仍然相对薄弱。
⑤ 用领域有待推广
由于自润滑轴承在某些特殊工况条件下具有明显的优势, 其应用领域和发展空间巨大。 目前部分国外同行已开始深入研究在部分细分应用领域用自润滑轴承替代其他轴承,并取得了实质性成果。但由于国内行业发展晚于国外,目前产品应用基本局限在较成熟的工程机械、汽车等传统领域,除少数企业外,国内对新应用领域的探索和开发能力尚有不足。
(5)行业发展趋势
①轴承材料向高性能、低成本方向发展
随着客户对产品使用工况、轴承耐久性和环保方面的要求日益提高,满足高精度、高转速、耐高温、高负载、长寿命、无污染等要求的产品成为行业发展的趋势。从目前材料复合技术发展来看,已有部分高分子复合材料能满足甚至超越原轴承使用性能要求,且能有效减少原有色金属的使用,节约总体制造成本,这也将成为自润滑轴承材料的发展趋势。
根据浙江省科技厅浙科发高[2011]139号《关于同意建立嘉善高分子材料等7 家省级高新技术特色产业基地的批复》,同意建立嘉善高分子材料省级高新技术特色产业基地,为嘉善县各行业骨干企业充分发挥自身优势,进一步提高自主创新能力,加速推进新型材料的研发提供有力的政策支持。
②生产、检测装备及工艺的高效自动化
受市场竞争日趋激烈、 客户对产品品质要求不断提高以及人力成本高企等因素的影响,自动化、高效率、高质量生产自润滑材料及后续轴承成型成为行业发展的必然趋势。 因此, 优秀的生产企业将来需配备先进的自动化生产和检测装备,以实现自润滑材料的连续性生产以及后续材料的自动刨边、 剪断、 成型、 整形等,以提高生产效率、稳定产品质量、降低生产成本。
③产品和服务的价值链不断延伸
优秀的企业应不止是一个被动的合格产品提供者,更应深挖客户需求,提供高附加值服务,实现全价值链参与,如在产品前期设计开发阶段就融入客户需求因素,量身打造最适产品,将产品价值链向售前扩展。同时,产品配套及售后服务(如产品后续检测、评价等)的跟进也是大势所趋,如 GGB公司不仅提供滑动轴承,而是提供整体解决方案,这样可减少客户的供货商数目,从而降低采购成本、提高效率。
④产品应用领域不断推广
因自润滑轴承具有结构简单、免加油或少加油、维护成本低、运行平稳、耐高温、耐磨性能好等优点,在对无法加油、轻量化设计、环保和清洁度等要求高的领域得到了广泛的应用,且已逐步在部分领域替代了传统滚针轴承、粉末冶金轴承。此外,随着材料复合技术的不断进步,高分子复合材料在自润滑轴承的应用不断扩展,部分产品达到甚至超越原金属材料的机械性能,因此其应用前景也将十分广阔。
三、行业特有技术
自润滑轴承的工作原理是将固体润滑剂转移到对偶面上形成固体润滑膜, 使摩擦发生在润滑剂内部,从而减少摩擦,降低磨损。润滑膜一方面能防止对偶材料表面直接接触,另一方面具有极低的剪切强度,能显著降低摩擦系数。
自润滑材料由基体材料和减摩材料复合而成,是自润滑轴承性能优劣的关键。其中,不同材料的组合及工况条件都会影响自润滑材料的摩擦性能。因此,自润滑轴承行业的核心技术主要体现在根据不同的工况条件选择合适的材料组元,通过科学的制备方法合成自润滑材料,并运用精加工技术精密成型。
1、自润滑材料的选择
复合材料是材料发展的必然趋势之一, 自润滑材料一般由基体材料和减摩材料复合而成。
(1)基体材料
基体材料是形成一定的物理力学性能的组元。 自润滑轴承基体材料主要有金属材料(碳素钢、铜合金、铝合金等)和非金属材料(塑料、橡胶、硬木等)。
理想的基体材料需具备良好的机械性能、 耐腐蚀性、 高承载能力、 低线膨胀系数、良好的成型加工性能等特性。
(2)减摩材料
减摩材料主要有金属减摩材料、聚合物减摩材料及固体润滑剂。金属减摩材料主要有铜合金、铝合金、锌合金、巴氏合金等;聚合物减摩材料主要有PTFE、POM、PA、PI、酚醛树脂、PEEK等高分子材料;固体润滑剂主要有石墨、MoS2等。理想的减摩材料应具备低摩擦系数、良好的耐磨性、良好的导热性、良好的顺应性、良好的嵌入性、疲劳强度高、耐温等级高等特点。
金属减摩材料虽然承载能力高、疲劳强度高、耐温等级高、导热性能好,但其耐磨性能差、摩擦系数高,容易发生黏着磨损。聚合物减摩材料摩擦系数低,摩擦相容性、顺应性和嵌入性较好,但其耐磨性差、疲劳强度低、承载能力低。
固体润滑剂抗剪切强度和摩擦系数较低,但其耐磨性差、疲劳强度低。 综上所述,上述减摩材料各有优缺点,无法单独直接用于自润滑轴承。实际生产中,企业往往要根据每种材料的特性及工况条件的具体要求,对材料进行物理或化学的改性复合,提高减摩材料的综合性能。
以 PTFE为例,其优点是摩擦系数小,但其热导性和耐磨性能差、承载能力低。为改善 PTFE的特性并增强其稳定性,在 PTFE中添加其他材料如纤维、石墨、MoS2、铜粉等复合而成的新材料能从根本上弥补PTFE材料的缺陷,组成一种较为理想的减摩材料。
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