CN102115632B - 压缩机滑动件的表面涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种压缩机滑动件的表面涂层，包含热固性聚酰亚胺树脂、分散其中的固体润滑剂以及填料，其中，固体润滑剂包含聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨、二硫化钨、氟化石墨中的一种或多种，其特征在于，填料包括环氧有机硅、硼硅橡胶中至少一种。本发明还提出一种形成上述的压缩机滑动件的表面涂层的方法，包含：高压聚合热固性聚酰亚胺树脂、填料、固体润滑剂的复合材料的工序，其中聚合时的压强大于100MPa；混合复合材料获得组合物的工序，其中该工序的温度大于60℃，保温时间在500分钟以上。
Description
技术领域
本发明涉及空调压缩机的材料，更具体地说，涉及压缩机滑动件的表面涂层的组成。
背景技术
压缩机中的滑动件之间，比如斜盘式压缩机中的斜盘与滑履之间、滑片式压缩机的滑动叶片与缸体之间，滑动摩擦力大，容易磨损，为此，一般需要在滑动件基体上施加能减小摩擦系数或者提高润滑性的涂层。
申请号为CN02149852.0，授权公告号为CN1232579C的中国专利涉及了一种滑动件的涂层材料。它提出可用聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)、石墨等晶化度高的颗粒作为固体润滑剂，分布在热固性树脂，如聚酰亚胺(PI)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)等粘结树脂中，粘结树脂可以更好地附着固体润滑剂，而固体润滑剂可使粘结树脂更耐磨。在滑动件表面形成固态润滑涂膜。在该专利中还提出，粘结树脂一般为热固性树脂。作为与滑动件相对滑动的配合件表面上为镍基镀膜，如Ni-B镀膜
然而，一般的热固性树脂的处理方式使之脆性较大，承载力不强，在受到震动冲击时容易开裂，长期下来滑动件表面的状态恶化，摩擦时会发生咬合现象。
发明内容
为了提高表面涂层的强度，本发明提出一种具有新组份的压缩机滑动件的表面涂层。
根据本发明的一实施例，提出一种压缩机滑动件的表面涂层，包含热固性聚酰亚胺树脂、分散其中的固体润滑剂以及填料，其中，固体润滑剂包含聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨、二硫化钨、氟化石墨中的一种或多种，其中，填料包括环氧有机硅、硼硅橡胶中至少一种。
在一个实施例中，表面涂层为单层结构。
在一个实施例中，热固性聚酰亚胺树脂的数均分子量不低于50000。
在一个实施例中，填料还包含碳纤。
在一个实施例中，该表面涂层至少含有：质量为35-75％的热固性聚酰亚胺、质量为10-35％的聚四氟乙烯、质量为5-25％的二硫化钼、质量为5-25％的填料。
该表面涂层涂覆在压缩机的斜盘上。
根据本发明的一实施例，提出一种形成上述的压缩机滑动件的表面涂层的方法，包含：高压聚合热固性聚酰亚胺树脂、填料、固体润滑剂的复合材料的工序，其中聚合时的压强大于100MPa；混合复合材料获得组合物的工序，其中该工序的温度大于60℃，保温时间在500分钟以上。
在一个实施例中，该方法还包括在滑动件表面涂覆组合物的工序，以及将表面涂覆有组合物的滑动件进行加热烧结的工序。
在一个实施例中，将热固性树脂粉碎成平均直径小于20μm的颗粒；以及在混合复合材料获得组合物的工序中对复合材料进行搅动。
压缩机启动时和高速运行时受力不平衡，产生剧烈振动，本发明提出的压缩机滑动件的表面涂层附着力强，可承受冲击载荷，不易损坏。本发明的压缩机滑动件的表面涂层提高了滑动件表面膜层的强度，使之具备承受冲击载荷能力。涂层中所增加的环氧有机硅，可以增强涂层与金属基材的结合力，涂层中所增加的硼硅橡胶，可以改善热固性树脂所固有的脆性，增加耐磨弹性。采用高分子量聚酰亚胺树脂，可以提高涂层本身的内聚强度。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明的一实施例的形成压缩机滑动件的表面涂层的方法的流程图。
图2揭示了根据本发明的一应用实例的斜盘式压缩机的结构。
具体实施方式
本发明提出一种压缩机滑动件的表面涂层，包含热固性聚酰亚胺树脂、分散其中的固体润滑剂以及填料，其中，固体润滑剂包含聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨、二硫化钨、氟化石墨中的一种或多种，其中，填料包括环氧有机硅、硼硅橡胶中至少一种。
在一个实施例中，表面涂层为单层结构。热固性聚酰亚胺树脂的数均分子量不低于50000。填料还包含碳纤。
在一个实施例中，该表面涂层至少含有：质量为35-75％的热固性聚酰亚胺、质量为10-35％的聚四氟乙烯、质量为5-25％的二硫化钼、质量为5-25％的填料。
上述的表面涂层涂覆在压缩机的斜盘上。
根据本发明的一实施例，还提出一种形成上述的压缩机滑动件的表面涂层的方法。参考图1所示，图1揭示了根据本发明的一实施例的形成压缩机滑动件的表面涂层的方法的流程图。该方法包括：
102.高压聚合热固性聚酰亚胺树脂、填料、固体润滑剂的复合材料的工序，其中聚合时的压强大于100Mpa。在一个实施例中，热固性树脂被粉碎成平均直径小于20μm的颗粒。
104.混合复合材料获得组合物的工序，其中该工序的温度大于60℃，保温时间在500分钟以上。在一个实施例中，在混合复合材料获得组合物的工序中还对复合材料进行搅动。
106.在滑动件表面涂覆组合物的工序。
108.将表面涂覆有组合物的滑动件进行加热烧结的工序。
应用实例
压缩机启动时，各运动部件的受力未达到平衡，产生碰撞；压缩机高速运行时，受气流和压力变化影响，滑动件也产生剧烈振动和摩擦，表面容易产生细小裂纹，因此滑动件表面应具有耐磨和抵抗冲击的能力。
以斜盘式压缩机的斜盘为例，如图2所示，图2揭示了根据本发明的一应用实例的斜盘式压缩机的结构。斜盘201转速每分钟可达到几千转，此时斜盘201与在其上滑动的滑履202之间压力达到1000N以上，为了减小斜盘201与滑履202之间的滑动力，应设法减小两者之间的摩擦系数，热固性聚酰亚胺与经过镜面精磨的钢铁滑动件之间的摩擦系数可低于0.15，在热固性聚酰亚胺中添加固体润滑剂、润滑油供给充足的情况下，与精磨钢铁滑动件之间的摩擦系数甚至可低于0.1，因此两个滑动件之间摩擦力可控制在100N以内。
斜盘201一般为钢铁或铝合金材料，热固性聚酰亚胺203作为粘结树脂，将聚酯填料204和固体润滑剂205固定在斜盘201上，形成减摩涂层，厚度为50～300μm。固体润滑剂205比如二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)为颗粒状，平均直径为15～45μm较适合，分布在热固性聚酰亚胺树脂中，一些凸出粘结树脂表面的润滑颗粒之间，可积蓄润滑油，形成油膜，改善润滑效果，润滑颗粒硬度高，不易摩损。
对上述的复合涂层材料进行试验，设备为盘式干摩擦试验机，斜盘材料为45钢，斜盘试样是尺寸为Φ96mm×Φ54mm×6.4mm的环形材料，其中每个斜盘试样表面施以添加了不同填料和润滑剂的热固性聚酰亚胺涂层。样件表面粗糙度均为Ra1.6μm。相对摩擦副的滑履为半球状，直径Φ15，材料采用GCr15钢，淬火回火处理，硬度HV650～880，表面粗糙度Ra0.2μm。3个滑履均布在斜盘试样表面，转盘和3个滑履之间施加了1200N的压力。转盘以800转/分钟相对滑履转动。在上述试验条件下，测量斜盘和滑履可正常运行的时间，直至咬合为止。试验结果列于下表1。
表1
| 试样 | 斜盘涂层材料 | 运行时间(秒) |
| 热固性聚酰亚胺(46％)+PTFE(27％)+填料(环氧有机硅7％，硼硅橡胶6％)+MoS2(14％) | 1080 | |
| 热固性聚酰亚胺(70％)+PTFE(30％) | 820 | |
| 聚酰胺酰亚胺(70％)+PTFE(30％) | 210 | |
| 热固性聚酰亚胺 | 630 | |
| Ni-P-B镀层 | 100 | |
| 聚酰胺酰亚胺(75％)+二硫化钼(25％) | 180 |
压缩机启动时和高速运行时受力不平衡，产生剧烈振动，本发明提出的压缩机滑动件的表面涂层附着力强，可承受冲击载荷，不易损坏。本发明的压缩机滑动件的表面涂层提高了滑动件表面膜层的强度，使之具备承受冲击载荷能力。涂层中所增加的环氧有机硅，可以增强涂层与金属基材的结合力，涂层中所增加的硼硅橡胶，可以改善热固性树脂所固有的脆性，增加耐磨弹性。采用高分子量聚酰亚胺树脂，可以提高涂层本身的内聚强度。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (9)
1.一种压缩机滑动件的表面涂层，包含热固性聚酰亚胺树脂、分散其中的固体润滑剂以及填料，其中，
固体润滑剂包含聚四氟乙烯和二硫化钼，
其特征在于，填料包括环氧有机硅、硼硅橡胶中至少一种；
热固性聚酰亚胺树脂的质量为35-75％、聚四氟乙烯的质量为10-35％、二硫化钼的质量为5-25％、填料的质量为5-25％。
2.如权利要求1所述的压缩机滑动件的表面涂层，其特征在于，所述表面涂层为单层结构。
3.如权利要求1所述的压缩机滑动件的表面涂层，其特征在于，所述热固性聚酰亚胺树脂的数均分子量不低于50000。
4.如权利要求1所述的压缩机滑动件的表面涂层，其特征在于，填料还包含碳纤。
5.如权利要求1-4中任一项所述的压缩机滑动件的表面涂层，其特征在于，该表面涂层涂覆在压缩机的斜盘上。
6.一种形成如权利要求1所述压缩机滑动件的表面涂层的方法，其特征在于，包含：
高压聚合热固性聚酰亚胺树脂、填料、固体润滑剂的复合材料的工序，其中聚合时的压强大于100MPa；
混合所述复合材料获得组合物的工序，其中该工序的温度大于60℃，保温时间在500分钟以上。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
在滑动件表面涂覆所述组合物的工序。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
将热固性树脂粉碎成平均直径小于20μm的颗粒；以及
在混合所述复合材料获得组合物的工序中对复合材料进行搅动。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
将表面涂覆有所述组合物的滑动件进行加热烧结的工序。
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