CN100538067C - 滑动零件 - Google Patents

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Abstract

滑动零件具有金属基本件和涂层。金属基本件具有滑动表面。涂层由硅烷改性树脂制成，该硅烷改性树脂是由可以溶解在溶剂中并且其热阻等于或者大于环氧树脂的热阻的树脂制成的。该涂层形成在滑动表面上。

Description

滑动零件
技术领域
本发明涉及一些滑动零件，如汽车空调系统的压缩机中的旋转斜盘和活塞。
背景技术
压缩机在它的内部机构中包括一些滑动零件。通常，气体(例如，制冷气体如氯氟烃)根据压缩机的操作在压缩机内进行循环。气体使储存在压缩机中的润滑油雾化，并且把雾化后的润滑油输送到相应滑动零件的滑动部分中，以便润滑滑动零件之间的滑动部分。但是，在压缩机停止一个较长时间之后，当压缩机重新起动时，滑动部分上的润滑油可能会被制冷气体冲掉。
例如，在旋转斜盘式压缩机中，活塞通过滑靴与旋转斜盘连接，并且借助旋转斜盘的旋转或者借助旋转斜盘的摆动使它们在相应的缸孔内进行往复运动。压缩机进行初始工作时，在润滑油到达旋转斜盘和滑靴之间的滑动表面之前，旋转斜盘和滑靴在彼此表面滑动。此外，在润滑油到达旋转斜盘和滑靴之间的滑动表面之前，气态制冷剂到达滑动表面，并且冲走压缩机前次操作时保留在滑动表面上的润滑油。
在压缩机起动之后，制冷气体返回到压缩机，并且在一定时间(大约1分钟)之后开始使润滑油进行雾化。在此期间，压缩机进行工作当中，需要润滑的滑动部分不能被充分润滑。因此，提出了一些传统技术来确保初始阶段时滑动部分上的润滑。
传统地，出于一些原因，使滑动零件如旋转斜盘和活塞的表面涂有包含固态润滑剂的树脂。一个原因是防止滑动表面的咬合。另一个原因是提高抗磨损。再一个原因是减少摩擦系数。例如，在未审的日本专利公开文本No.11-13638中提出了上面技术。如上面公开文本【0006】栏所公开的，旋转斜盘的基本材料由铁系或者铝系材料制成。旋转斜盘的表面(严格地说，是靠在滑靴上的滑动表面)涂有涂层如锡和铜，涂层还涂有滑动层，该滑动层由聚酰胺-酰亚胺树脂和固态润滑剂如二硫化钼和石墨形成。
为了进一步确保可靠性，需要进一步提高某些特性如基本件的抗咬合性、抗磨损和粘附力。例如，二氧化碳气体最近被认为是压缩机的可能制冷剂。与含氯氟烃系用作制冷剂时的压缩负荷相比，为了压缩作为制冷剂的二氧化碳气体，较大的压缩负荷通过活塞作用在旋转斜盘上。传统的锡或者铜的涂层在这种恶化的情况下不能充分地实现滑动性能。提高基本件的某些特性如其抗咬合性、抗磨损和粘附力，且有利于提高滑动性能。
发明内容
根据本发明，滑动零件具有金属基本件和涂层。金属基本件具有滑动表面。该涂层由硅烷改性树脂形成。硅烷改性树脂由这样的树脂形成：该树脂可以溶解在溶剂中并且它的热阻等于或者大于环氧树脂的热阻。涂层形成在滑动表面上。
借助例子、结合附图解释本发明原理，本发明的其它方面和优点通过下面描述变得更加清楚。
附图说明
在附带的权利要求中特别地提出了相信具有新颖性的本发明这些特征。参照目前优选的实施例的下面描述和附图，可以更好地理解本发明与本发明的目的和优点，在这些附图中：
图1是优选实施例中带有滑动零件的可变容斜盘式压缩机的纵向横剖视图；
图2是优选实施例的旋转斜盘、滑靴和活塞的局部放大横剖视图；
图3A是评定例子和接触材料的示意性透视图，其中当接触材料压靠在评定例子上时，接触材料进行旋转；
图3B是形成在面对接触材料的评定例子的滑动表面上的一些槽的示意性横剖视图；
图4表示出没有润滑情况下的咬合实验的示意性横剖视图；
图5是另一个实施例的压缩机的纵向横剖视图；及
图6是沿着图5的线I-I所截取的横剖端视图。
具体实施方式
现在参照图1-3B描述本发明的优选实施例。在优选实施例中，本发明应用到可变容斜盘式压缩机C中。左侧和右侧分别与图1中压缩机C的前侧和后侧相对应。
图1示出了优选实施例中带滑动元件的可变容斜盘式压缩机C的纵向横剖视图。压缩机C包括缸体1、前壳体2和后壳体4。前壳体2连接到缸体1的前端上。后壳体4通过阀板组件3而连接到缸体1的后端上。借助若干贯穿螺栓(未示出)使缸体1、阀板组件3、前壳体2和后壳体4固定在一起并且形成了压缩机C的壳体。
壳体限定了一曲柄室5、吸入室6和排出室7。缸体1限定出若干缸孔1a，在图1中只示出其中的一个缸孔，每个缸孔1a容纳着一个单头活塞8以便进行往复运动。吸入室6和排出室7有选择地与每个缸孔1a连通。
驱动轴9通过轴承由缸体1和前壳体2可旋转地支撑，并且延伸通过曲柄室5。旋转斜盘或者凸轮盘10容纳在曲柄室5内。旋转斜盘10在它的中心处形成有通孔10a，驱动轴9穿过通孔10a。凸耳板或者旋转支撑件11固定地连接到曲柄室5内的驱动轴9上，从而与之成一体地进行旋转。旋转斜盘10通过凸耳板11和铰接机构12以这样的方式可操纵地连接到驱动轴9上，即旋转斜盘10与驱动轴9进行同步旋转并且根据驱动轴9的轴向运动而相对于驱动轴9进行倾斜。
平衡重10b在相对于驱动轴9与铰接机构12相反的侧部上与旋转斜盘10形成一体。盘簧13缠绕在驱动轴9上并且布置在凸耳板11和旋转斜盘10之间。盘簧13把旋转斜盘10推向缸体1，即沿着减少旋转斜盘10的倾斜角度的方向推动。圆形夹子14接合驱动轴9，并且借助接触旋转斜盘10来调节旋转斜盘10朝向减少倾斜角度的方向的倾斜角度。因此，旋转斜盘10的最小倾斜角度θmin是可调的。另一方面，旋转斜盘10的平衡重10b接触凸耳板11，从而调整旋转斜盘10的最大倾斜角度θmax。顺便说一下，倾斜角度表示旋转斜盘10和垂直于驱动轴9的表面之间的角度。
旋转斜盘10的边缘通过一对滑靴15a、15b可滑动地接合每个活塞8，因此所有活塞8都可操纵地连接到旋转斜盘10上。根据驱动轴9的旋转，旋转斜盘10进行旋转，并且通过滑靴15a、15b把旋转斜盘10的旋转转换成活塞8的往复运动。
公知的控制阀16设置在后壳体4中，用于调整曲柄室5内的压力，即调整曲柄室压力Pc。控制阀16设置在供给通道(未示出)中，该供给通道与曲柄室5和排出室7相互连通。控制阀16包括阀机构，该阀机构通过电磁线圈的电磁力来控制供给通道的开度。同时，曲柄室5通过排出通道(未示出)与吸入室6连通。制冷气体通过供给通道和控制阀16从排出室7流到曲柄室5中，同时它通过排出通道从曲柄室5流到吸入室6中。借助使流入曲柄室5中的制冷气体和从曲柄室5中流出的制冷气体相平衡来调整曲柄室压力Pc。
图2示出了优选实施例的旋转斜盘10、滑靴15a、15b和活塞8的局部放大的横剖视图。至少旋转斜盘10和滑靴15a、15b(它们是压缩机C的零件)的滑动表面涂有由硅烷改性树脂形成的一些涂层17，即涂有一些硅烷改性树脂层17。
硅烷改性树脂包括烷氧基甲硅烷基团或者芳氧基甲硅烷基团。烷氧基甲硅烷基团的烷氧基团具有1-6个碳原子，并且更加优选的是具有1-4个碳原子。例如，甲氧基团、乙氧基团和丙氧基团与上面烷氧基团相对应。芳氧基甲硅烷基团的芳氧基团具有6-10个碳原子，并且更加优选的是具有6-8个碳原子。例如，苯氧基团、二甲基苯氧基团和甲基苯氧基团与上面芳氧基团相对应。
硅烷改性树脂层17可以含有固态润滑剂如氟树脂、二硫化钼(MoS2)和石墨。例如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基链烷(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)和氟化乙烯丙烯(FEP)与上面氟树脂相对应。
旋转斜盘10由相对较重的铁系材料形成，例如由铸铁如根据日本工业标准(JIS)的FCD700来形成，以致在旋转斜盘10进行旋转时，在离心力的基础上可以适当地产生一旋转运动分量。另一方面，根据机械强度等，滑靴15a、15b也可以由铁系材料如轴承钢来形成。顺便说一下，使铝系材料在由铁系材料所形成的旋转斜盘10的滑动表面上成层，而硅烷改性树脂层17可以任意地形成在铝层上。
利用待审日本专利公开No.2001-240670所公开的方法来制造硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂。即，聚酰胺-酰亚胺树脂在它的分子端(molecule terminal)具有羧基团和酸酐团中的至少一个。同时，通过在缩水甘油和烷氧基硅烷局部冷凝物之间进行脱醇来制造具有缩水甘油醚团的烷氧基硅烷局部冷凝物。然后，通过在聚酰胺-酰亚胺树脂和具有缩水甘油醚团的烷氧基硅烷局部冷凝物之间进行开环酯化作用来制造硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂。
聚酰胺-酰亚胺树脂通过下面方法来制造。反应器配置有搅拌器、冷却管和温度计，把1160克的N-甲基吡咯烷酮、290克二甲苯、345.8克1，2，4-苯三酸酐和425.0克二苯甲烷-4，4-二异氰酸酯放入到反应器中，并且在90度下在氮气流中反应两个小时。然后，停止氮气流，并且在一个小时之后把温度加热到135度。之后，使反应持续三个半小时。然后，使反应物冷却，并且用重量比为4-1的N-甲基吡咯烷酮/二甲苯的混合物来进行稀释。因此，制造出了含有25％的非挥发性成分的聚酰胺-酰亚胺。
具有缩水甘油醚团的烷氧基硅烷局部冷凝物通过下面方法来制造。反应器配置有搅拌器、冷却管和温度计，把250克的缩水甘油(商标名称【Epior OH】，由NOF公司生产)和799.81克的四甲氧基硅烷局部冷凝物(商品名称【Methylsilicate 51】，硅的平均数目为4)放入到反应器中，并且通过搅拌在氮气流中加热到90度。之后，把1.00克的二月桂酸二丁锡(dibutyltin dilaurate)作为催化剂加入，从而执行甲醇的脱醇作用。在脱醇作用期间，借助分离器使甲醇与反应系统分开并被储存起来。当储存的甲醇量达到大约90克时，使反应物开始冷却。从加热到冷却开始需要6小时。在反应物冷却到50度时，氮气流出阀和分离器与反应器脱开。然后，把减压管线连接到反应器上，以把13KPa的压力保持大约15分钟，从而通过减少压力来除去反应系统中的多余甲醇。通过减少压力可以除去大约21.0克的甲醇。之后，把一瓶子的反应物冷却到室温。因此，制造出929.81克具有缩水甘油醚团的烷氧基硅烷局部冷凝物。产物中每个分子中的硅原子的平均数目是该产物每个分子中的缩水甘油醚的平均数目的两倍。
通过下面方法来制造出硅烷改性聚酰胺-酰亚胺。反应器配置有搅拌器、冷却管和温度计。通过上面方法制造出200克的聚酰胺-酰亚胺树脂溶液和5.17克的具有缩水甘油醚团的烷氧基硅烷局部冷凝物，并且把它们放入到反应器中。把混合物加热到95度。在温度到达95度之后，使该反应保持4小时。然后，把8.26克的N-甲基吡咯烷酮加入到反应系统中，并且使反应物进行冷却。因此，制造出了含有25％的非挥发性成分的硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂。
在制造硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂时，硅烷在硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂中的含量随着聚酰胺-酰亚胺树脂溶液和具有缩水甘油醚团的烷氧基硅烷局部冷凝物的种类和数量及N-甲基吡咯烷酮的数量而改变。
当硅烷改性树脂层17形成于旋转斜盘10和滑靴15a、15b的滑动表面上时，制备好包括混合有溶剂的硅烷改性树脂在内的溶液或者硅烷改性树脂漆。在给这些滑动表面去除油污之后，把硅烷改性树脂漆涂在滑动表面上。焙烧所涂上的硅烷改性树脂漆，从而形成具有预定厚度的硅烷改性树脂层17。每个硅烷改性树脂层17具有5-50μm的厚度并且最好具有10-30μm的厚度。
在硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆由聚酰胺-酰亚胺的硅烷改性树脂形成的情况下，N-甲基-2-吡咯(“NMP”)或者NMP/二甲苯用作溶剂。在硅烷改性环氧树脂漆的情况下，甲基乙基酮(“MEK”)用作溶剂。
每种树脂漆具有不同的焙烧条件。在硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆的情况下，它在80度下焙烧30分钟，在150度下焙烧30分钟，然后在200度下焙烧30分钟。在硅烷改性环氧树脂漆的情况下，它在100度下焙烧30分钟，然后在200度下焙烧60分钟。
现在描述上面压缩机C的工作。返回参照图1，旋转斜盘10与驱动轴9整体进行旋转。旋转斜盘10的旋转运动通过滑靴15a、15b转换成活塞8的往复运动。每个活塞8在与旋转斜盘10的倾斜角度相对应的冲程中进行往复运动。当上面驱动连续进行时，从吸入室6中加入制冷气体。所加入的制冷气体被压缩，然后排出到排出室7中。因此，顺序地重复吸入、压缩和排出。从外部制冷线路(未示出)中供给到吸入室6中的制冷气体通过吸入口加入到缸孔1a中。在通过活塞8的运动压缩制冷气体之后，通过排出口把制冷气体排出到排出室7中。排出到排出室7中的制冷气体通过出口输送到外部制冷线路中。
响应压缩机C的冷却负荷来调整控制阀16的开度，因此改变了从排出室7流到曲柄室5中的制冷剂量。当冷却负荷较高并且吸入室6中的压力(吸入室压力Ps)较高时，控制阀16的开度减少了。结果是，曲柄室压力Pc减少，同时旋转斜盘10的倾斜角度增大了。然后，活塞8的冲程增大，压缩机C在相对较大的工作容积中工作。另一方面，当冷却负荷较小并且吸入室压力Ps较小时，控制阀16的开度增大。其结果是，曲柄室压力Pc增大，并且旋转斜盘10的倾斜角度减少了。然后，活塞8的冲程减少了，因此压缩机C在相对较小的工作容积中工作。
由于硅烷改性树脂层17形成在旋转斜盘10和滑靴15a、15b的滑动表面上，因此提高了滑动表面处的滑动性能和使用寿命。因此，压缩机C的可靠性和使用寿命提高了。
通过下面方法来制备例子1-6和比较例子1-4。
为了比较硅烷改性树脂层17与传统现有技术的滑动性能，用硅烷改性树脂和非硅烷改性树脂来分别制备树脂漆。具有20μm的相同厚度的每种不同树脂层形成在金属基本件的脱脂表面上，从而制备出评定例子。然后，在每个例子中评定基本件的摩擦系数、磨损、抗咬合性和粘附力。
以下面方法形成评定例子。
例子1
制备出硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆(30％重量的PAI树脂和NMP/二甲苯溶剂的固态成分)，这种漆在它的硬化残余物中含有2％重量的二氧化硅。上面树脂漆通过绕线棒刮涂器施加在铝基本件上，该基本件的表面已被脱脂。使具有树脂漆的铝基本件在80度下焙烧30分钟，在150度下焙烧30分钟，然后在200度下焙烧30分钟。因此，在铝基本件上形成20μm厚度的涂层。
比较例子1
取代硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆，制备出聚酰胺-酰亚胺树脂漆(30％重量的PAI树脂和NMP/二甲苯溶剂的固态成分：由Hitachi Chemical有限公司所生产的HPC-5000)。除了那些之后，利用与例子1相同的方法，使20μm厚度的涂层形成在铝基本件上。
例子2
把固态润滑剂加入到硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆(30％重量的PAI树脂和NMP/二甲苯溶剂的固态成分)，该漆在它的硬化残余物中含有2％重量的二氧化硅。在搅拌树脂漆和固态润滑剂的混合物之后，使它通过轧制机两次。因此，制备出了用来喷涂的材料。PTFE粉末、MoS2粉末和石墨粉末加在一起作为固态润滑剂。借助绕线棒刮涂器，把喷涂材料施加在铝基本件的脱脂表面上，并且在80度下焙烧30分钟，在150度下焙烧30分钟，然后在200度下焙烧30分钟。因此，在铝基本件上形成20μm厚度的涂层。喷涂材料的固态成分的组成比例是65％重量的硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂、10％重量的PTFE、20％重量的MoS2和5％重量的石墨。
比较例子2
取代硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆，制备出聚酰胺-酰亚胺树脂漆(30％重量的PAI树脂和NMP/二甲苯溶剂的固态成分：由Hitachi Chemical有限公司所生产的HPC-5000)。除了那些之后，通过与例子2相同的方法，使20μm厚度的涂层形成在铝基本件上。
例子3
把硬化剂(合成酚醛树脂)、硅烷硬化催化剂(锡-2-乙烯已酸)和固态润滑剂加入到硅烷改性环氧树脂漆(50％重量的环氧树脂和MEK溶剂)，该漆在它的硬化残余物中含有36％重量的二氧化硅。在搅拌树脂漆、硬化剂、催化剂和固态润滑剂的混合物之后，制备出了用来喷涂的材料。PTFE粉末、MoS2粉末和石墨粉末加在一起作为固态润滑剂。借助绕线棒刮涂器，把喷涂材料施加在铝基本件的脱脂表面上，并且在100度下焙烧30分钟，然后在200度下焙烧60分钟。因此，在铝基本件上形成20μm厚度的涂层。喷涂材料的固态成分的组成比例是65％重量的硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂、10％重量的PTFE、20％重量的MoS2和5％重量的石墨。
比较例子3
取代硅烷改性环氧树脂漆，制备出环氧树脂漆(50％重量的环氧树脂和MEK溶剂)。除了那些之后，利用与例子3相同的方法，使20μm厚度的涂层形成在铝基本件上。
例子4和5
把固态润滑剂加入到硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆(30％重量的PAI树脂和NMP/二甲苯溶剂的固态成分)，该漆在它的硬化残余物中在例子4中含有5％重量的二氧化硅，或者在例子5中含有7％重量的二氧化硅。在搅拌树脂漆和固态润滑剂的混合物之后，使它通过轧制机两次。因此，制备出用来喷涂的材料。PTFE粉末、MoS2粉末和石墨粉末加在一起作为固态润滑剂。借助绕线棒刮涂器，把喷涂材料施加在铝基本件的脱脂表面上，并且在80度下焙烧30分钟，在150度下焙烧30分钟，然后在200度下焙烧30分钟。因此，使20μm厚度的涂层形成在铝基本件上。喷涂材料的固态成分的组成比例是65％重量的硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂、10％重量的PTFE、20％重量的MoS2和5％重量的石墨。
例子6
把固态润滑剂加入到硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆(30％重量的PAI树脂和NMP/二甲苯溶剂的固态成分)，该漆在它的硬化残余物中含有2％重量的二氧化硅。在搅拌树脂漆和固态润滑剂的混合物之后，使它通过轧制机两次。因此，制备出用来喷涂的材料。PTFE粉末、MoS2粉末和石墨粉末加在一起作为固态润滑剂。借助绕线棒刮涂器，把喷涂材料施加在铸铁FCD700的脱脂表面上，并且在80度下焙烧30分钟，在150度下焙烧30分钟，然后在230度下焙烧30分钟。因此，在FCD700的基本件上形成20μm厚度的涂层。喷涂材料的固态成分的组成比例是65％重量的硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂、10％重量的PTFE、20％重量的MoS2和5％重量的石墨。
比较例子4
取代硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆，制备出聚酰胺-酰亚胺树脂漆(30％重量的PAI树脂和NMP/二甲苯溶剂的固态成分：由Hitachi Chemical有限公司所生产的HPC-5000)。除了那些之后，利用与例子6相同的方法，使20μm厚度的涂层形成在铸铁FCD700基本件上。
在下面过程中执行摩擦系数和磨损的测定试验。
在进行润滑时，根据JIS(日本工业标准)利用靠紧灰铸铁和铁SUJ2的滑动速度为60m/min和接触压力为9.8MPa的情况下的借助推力实验装置，来检查直接的摩擦系数和实验开始之后100小时的摩擦系数。
图3A示出了评定例子30和接触材料31的示意性透视图，其中接触材料31通过压靠在评定例子30上而进行旋转。图3B示出了槽30a的示意性横剖视图，槽30a形成于评定例子30的滑动表面上，而该滑动表面面对着接触材料31。测量槽30a的深度，并且把该深度作为磨损量。
在下面过程中执行抗咬合性负荷的评定实验。
在进行润滑时，在相应的灰铸铁和铁SUJ2上的滑动速度为60m/min的情况下，同时接触压力周期性地增大(1MPa/2min)时，借助推力实验装置来检查产生咬合时的接触压力。
根据JIS(日本工业标准)，将灰铸铁FC-25用作例子1-5和比较例子1-3的接触材料31。铁SUJ2用作例子6和比较例子4的接触材料31，因为评定例子的基本件由铸铁FCD700来形成。
在下面过程中执行基本件的粘附力评定。
根据JIS的K5400横切保持力，评定在121度和202KPa的情况下、在蒸压实验的初始阶段和100小时之后的粘附力。
每个实验的结果表示在表1中。
表1
Figure C03152460D00131
根据表1中的例子1和比较例子1的实验结果，与非硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂层相比，采用硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂层提高了基本件(铝基本件)的抗咬合性、抗磨损性和粘附力。同时，根据表1的例子2和比较例子2的实验结果，与没有固态润滑剂的聚酰胺-酰亚胺树脂层相比，当硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂层含有固态润滑剂时，提高了基本件(铝基本件)的抗咬合性、抗磨损性和粘附力。
根据表1的例子1和2的实验结果，与没有固态润滑剂的涂层相比，当硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂层含有固态润滑剂时，提高了抗咬合性。
根据例子3和比较例子3，与含有固态润滑剂的非硅烷改性环氧树脂层相比，当硅烷改性环氧树脂层含有固态润滑剂时，提高了基本件(铝基本件)的抗咬合性、抗磨损性和粘附力。
根据例子2、4和5，即使二氧化硅在硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂的硬化残余物中的含量发生改变，从而形成硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂层，滑动特性也是相同的。
根据例子6和比较例子4，即使滑动件的材料由铝更换成铸铁，但是与非硅烷改性聚酰胺-酰亚胺层相比，硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂层提高了基本件的抗咬合性、抗磨损性和粘附力。
根据表1，与形成在滑动表面上的相应非硅烷改性树脂层相比，当硅烷改性树脂层形成于滑动表面上时，滑动性能大大地提高了。
例子7-9和比较例子5
在下面过程中，在没有润滑的情况下，执行旋转斜盘和滑靴之间的滑动部分处的咬合评定实验。
图4示出了在没有润滑的情况下的咬合评定实验的示意性横剖视图。润滑层18形成在由铸铁FCD700所制成的旋转斜盘10的滑动表面上，并且在润滑层18与由轴承钢所制成的滑靴19的平表面进行接触时，在旋转速度为10.5m/s和负荷为2000N的情况下，测量在没有润滑情况下的咬合时间。
润滑层18不是直接形成在旋转斜盘10的表面上。首先，铝涂层(未示出)形成在旋转斜盘10的表面上。然后，借助绕线棒刮涂器把喷涂材料涂在旋转斜盘上，并且在230度下焙烧一小时。因此，厚度为15μm的润滑层18形成在铝涂层上。
在例子7-9中，把固态润滑剂加入到相应的硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆中(30％重量的PAI树脂和NMP/二甲苯溶剂的固态成分)，每种漆在树脂漆的硬化残余物中具有不同的二氧化硅含量。搅拌树脂漆和固态润滑剂的混合物，并且使它通过轧制机两次。因此，制备出用来喷涂的材料。按重量，二氧化硅的含量在例子7中是2％，在例子8中是5％，及在例子9中是7％。MoS2粉末、石墨粉末和PTFE粉末加在一起作为固态润滑剂。喷涂材料的固态成分的组成比例是65％重量的硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂、20％重量的MoS2、10％重量的石墨和5％重量的PTFE。
在比较例子5中，取代硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆，制备出聚酰胺-酰亚胺树脂漆(30％重量的PAI树脂和NMP/二甲苯溶剂的固态成分：由HitachiChemical有限公司所生产的HPC-5000)。除了那些之后，用来喷涂的材料与例子7-9中的相同。润滑层18形成在由铸铁FCD700所制成的旋转斜盘10上，在与例子7-9相同的情况下，该旋转斜盘的表面涂有铝涂层(未示出)。实验结果示出在表2中。
表2
Figure C03152460D00151
根据表2中的例子7-9和比较例子5的实验结果，与非硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂层相比，具有固态润滑剂的硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂层在没有润滑情况下的抗咬合性大大地增强了。
根据例子7-9，当作为固态润滑剂具有20％重量的MoS2、10％重量的石墨和5％重量的PTFE时，随着二氧化硅的含量减少，硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂层在没有润滑情况下的抗咬合性提高了。
根据优选实施例，可以得到下面较好的效果。
(1)硅烷改性树脂层至少形成在金属元件的滑动表面上，而这些硅烷改性树脂层的树脂是可溶的并且它的热阻大于环氧树脂。相应地，硅烷改性树脂在金属滑动元件如旋转斜盘10和滑靴15a、15b的滑动表面上形成这些涂层，因此该涂层中的二氧化硅均匀地扩散。其结果是，提高了抗咬合性和抗磨损性。
(2)与纯的硅烷改性树脂层相比，具有固态润滑剂的硅烷改性树脂层提高了抗咬合性。
(3)硅烷改性树脂具有烷氧基甲硅烷基团或者芳氧基甲硅烷基团。把溶解的硅烷改性树脂施加在滑动表面上并且进行焙烧。因此，该涂层形成在滑动表面上。由于硅烷改性树脂在滑动零件的金属表面上与羟基团进行反应，因此金属表面的粘附力提高了。
(4)当硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂用作硅烷改性树脂时，它的热阻小于聚酰亚胺树脂。但是，硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂容易溶解在溶剂中，因此它作为喷涂材料是稳定的，且相对较便宜。相应地，借助硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂可以较小的费用容易地形成硅烷改性树脂层17。
(5)当硅烷改性环氧树脂用作硅烷改性树脂时，它的费用小于硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂或者硅烷改性聚酰亚胺树脂。
(6)由于硅烷改性树脂层17形成在滑动零件如旋转斜盘10和滑靴15a、15b的滑动表面上，因此旋转斜盘10和滑靴15a、15b的滑动性能和使用寿命提高了。其结果是，被迫处于极难对付的滑动环境中的旋转斜盘10的润滑作用和使用寿命提高了，因此压缩机C的可靠性和使用寿命提高了。
本发明不局限于上述实施例，而是可以改进成另外的实施例。
在优选实施例的可替换实施例中，在使用固态润滑剂时，固态润滑剂不仅局限于三种材料即PTFE、MoS2和石墨的混合物。也可以使用两种材料的混合物，或者可以使用这三种材料中的一种。
在优选实施例的可替换实施例中，其它的氟树脂如PFA、FEP和ETFE可以取代PTFE用作固态润滑剂。此外，不是氟树脂、MoS2和石墨的其它材料也可以用作固态润滑剂。
在优选实施例的可替换实施例中，固态润滑剂的含量不局限于在优选实施例中所描述的含量。固态润滑剂的含量可以适当地改变。
在优选实施例的可替换实施例中，除了固态润滑剂之外，硅烷改性树脂层17还包括硬颗粒如氧化铝、二氧化硅、碳化硅和四氮化三硅，由金属化合物所形成的特压添加剂如ZnS、Ag2S和CuS，以及表面活性剂。
在优选实施例的可替换实施例中，硅烷改性树脂层17可以应用到不是旋转斜盘10和滑靴15a、15b的滑动零件如活塞8和凸耳板11中。相对于活塞8，硅烷改性树脂层17形成在面对缸体1、前壳体2和滑靴15a、15b的活塞8的至少一个滑动表面上。同时，当平面轴承用来支撑驱动轴9时，硅烷改性树脂层17可以形成在平面轴承的滑动表面上。
在优选实施例的可替换实施例中，代替具有用作吸入阀的簧片式阀的旋转斜盘式压缩机或者活塞式压缩机，可以使用具有旋转阀的活塞式压缩机。图5示出了压缩机C的纵向横剖视图。压缩机C的前侧和后侧各自与图5的左侧和右侧相对应。在缸体1中限定出圆筒形阀室20并且从缸体1的中部延伸到后壳体4的中部。阀室20在后侧处与吸入室6连通，并且还通过相应的吸入口22与若干压缩室21相连通(参见图6)。
阀室20可旋转地容纳着旋转阀23。旋转阀的形状是圆柱形，并且在它的一端处具有封闭端。旋转阀23的另一端与吸入室6相连通。封闭端在它的中部具有安装孔23a。旋转阀23由铝系材料形成。驱动轴9的后端定位在阀室20内。驱动轴9的后端的较小直径部分9a压配合到旋转阀23的安装孔23a中。相应地，旋转阀23与驱动轴9形成一体，并且与驱动轴9同步旋转。即旋转阀23与活塞8的往复运动进行同步旋转。
图6示出了沿着图5的线I-I所截取的横剖端视图。旋转阀23的内圆柱形空间形成了加入室24，该加入室与吸入室6连通。吸入导向槽25形成在旋转阀23的外圆周表面23b上并且在预定角度范围内进行延伸。吸入导向槽25总是与加入室24连通。吸入导向槽25和吸入口22在加入室或者吸入压力区域24和压缩室21之间构成了制冷气体通道。当它旋转时，旋转阀23打开和关闭制冷气体通道。
返回参照图5，硅烷改性树脂层(未示出)形成在滑动表面上，这些滑动表面包括外圆周表面23b和后端表面23c。在这种结构中，驱动轴9通过旋转阀23由壳体来可旋转地支撑。用来安装旋转阀23的阀室20还起着轴承的安装室的作用。相应地，通过高精确度地机加工阀室20的内圆周表面20a足以防止气体从外圆周表面23b和内圆周表面20a之间的空隙进行泄漏。其结果是，可以用较小的费用制造出具有噪声小、压缩效率高的压缩机。
在优选实施例的可替换实施例中，如果硅烷改性树脂层17至少形成在滑动零件的滑动表面上，那么它也可以形成在不是滑动表面的部分上。
在优选实施例的可替换实施例中，旋转斜盘10的材料不局限于铁系材料。可以使用铝系材料如铝和铝合金或者不锈钢。
在优选实施例的可替换实施例中，压缩机C不局限于变容式旋转斜盘式压缩机。压缩机C可以是双头活塞式或者非变容旋转斜盘式压缩机。旋转斜盘式压缩机可以包括这样的旋转斜盘，该旋转斜盘不与驱动轴成一体地进行旋转，而是根据驱动轴的旋转进行摆动。此外，压缩机可以是涡旋式压缩机、叶片式压缩机和其它形式的压缩机。
在优选实施例的替换实施例中，该涂层17不局限于压缩机的滑动零件。涂层17可以形成在其它机器的滑动零件上。
因此，这些例子和实施例只是解释性的而非限制性的，并且本发明不局限于这里所给出的细节，而是在附加权利要求的范围内可以进行改进。

Claims (23)

1.一种滑动零件，它包括：
金属基本件，它具有滑动表面；及
涂层，它由硅烷改性树脂制成，该硅烷改性树脂是由可以溶解在溶剂中并且其热阻等于或者大于环氧树脂的热阻的树脂制成的，该涂层形成在滑动表面上。
2.如权利要求1所述的滑动零件，其特征在于，涂层含有固态润滑剂。
3.如权利要求2所述的滑动零件，其特征在于，固态润滑剂包括氟树脂、二硫化钼和石墨中的至少一种。
4.如权利要求3所述的滑动零件，其特征在于，从下面这组中选择出氟树脂，该组包括聚四氟乙烯、全氟烷氧基链烷、乙烯-四氟乙烯共聚物和氟化乙烯丙烯。
5.如权利要求2所述的滑动零件，其特征在于，涂层具有硬颗粒、特压添加剂和表面活性剂中的至少一种。
6.如权利要求1所述的滑动零件，其特征在于，硅烷改性树脂包括烷氧基甲硅烷基团或者芳氧基甲硅烷基团中的一种。
7.如权利要求6所述的滑动零件，其特征在于，烷氧基甲硅烷基团的烷氧基团具有1-6个碳原子。
8.如权利要求7所述的滑动零件，其特征在于，烷氧基团具有1-4个碳原子。
9.如权利要求8所述的滑动零件，其特征在于，烷氧基团是从下面这组中选择出来的，该组包括甲氧基团、乙氧基团和丙氧基团。
10.如权利要求6所述的滑动零件，其特征在于，芳氧基甲硅烷基团的芳氧基团具有6-10个碳原子。
11.如权利要求10所述的滑动零件，其特征在于，芳氧基团具有6-8个碳原子。
12.如权利要求11所述的滑动零件，其特征在于，芳氧基团是下面这组中选择出来的，该组包括苯氧基团、二甲基苯氧基团和甲基苯氧基团。
13.如权利要求1所述的滑动零件，其特征在于，硅烷改性树脂是硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂。
14.如权利要求13所述的滑动零件，其特征在于，聚酰胺-酰亚胺树脂在它的分子端具有羧基团和酸酐团中的至少一个，通过缩水甘油和烷氧基硅烷局部冷凝物的脱醇作用，得到具有缩水甘油醚团的烷氧基硅烷局部冷凝物，通过在聚酰胺-酰亚胺树脂和具有缩水甘油醚团的烷氧基硅烷局部冷凝物之间的开环酯化反应来得到硅烷改性树脂。
15.如权利要求13所述的滑动零件，其特征在于，借助喷涂和焙烧硅烷改性聚酰胺-酰亚胺树脂漆来形成由硅烷改性树脂所形成的涂层，该树脂漆在它的硬化残余物中具有1-10％重量的二氧化硅。
16.如权利要求1所述的滑动零件，其特征在于，硅烷改性树脂是硅烷改性环氧树脂。
17.如权利要求1所述的滑动零件，其特征在于，硅烷改性树脂是硅烷改性聚酰亚胺树脂。
18.如权利要求1所述的滑动零件，其特征在于，滑动零件是压缩机的零件。
19.如权利要求18所述的滑动零件，其特征在于，压缩机是旋转斜盘式压缩机，其中压缩机的旋转斜盘是该滑动零件。
20.如权利要求18所述的滑动零件，其特征在于，压缩机的滑靴是该滑动零件。
21.如权利要求18所述的滑动零件，其特征在于，用来支撑压缩机的驱动轴的平面轴承是该滑动零件。
22.如权利要求18所述的滑动零件，其特征在于，压缩机是活塞式压缩机，该压缩机包括壳体、驱动轴和旋转阀，该旋转阀就是该滑动零件，旋转阀与驱动轴形成一体，并且把驱动轴支撑在壳体上，该壳体限定出压缩室、吸入压力区域和气体通道，该气体通道使压缩室和吸入压力区域相互连通，当旋转阀与驱动轴同步旋转时，旋转阀打开和关闭气体通道。
23.如权利要求18所述的滑动零件，其特征在于，压缩机是活塞式压缩机，压缩机的活塞就是该滑动零件。
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