CN106567030A - 一种固体润滑的滚珠螺杆 - Google Patents

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张达明
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Wuxi Mingsheng Strong Blower Co Ltd
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls

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Abstract

本发明公开了一种固体润滑的滚珠螺杆，其主要为螺杆、螺帽、滚珠、固定座、刮刷器及回流管所构成，的所述滚珠表面具有20‑30μm厚度的等离子喷涂纳米h‑BN与石墨烯涂层。本发明的复合镀层使得摩擦系数和磨损率同时降低，具有较低的摩擦系数，同时具有更优良的耐磨性。在各个载荷下，磨损率比基体降低50％以上。

Description

一种固体润滑的滚珠螺杆
技术领域
本发明涉及汽车配件技术领域，尤其涉及一种固体润滑的滚珠螺杆及其制备方法。
背景技术
滚珠螺杆(Ballscrew)，别名球螺杆、导螺杆，是一种钢珠介于螺帽与螺杆之间做运动，将传统螺杆之滑动接触转换成滚动接触然后再将螺帽内的钢珠回转运动转为直线运动的传动机械组件。滚珠螺杆具有定位精度高、高寿命、低污染和可做高速正逆向的传动及变换传动等特性，因具上述特性，滚珠螺杆已成为近来精密科技产业及精密机械产业的定位及测量系统上的重要零组件之一。
滚珠螺杆主要为螺杆、螺帽、钢珠、固定座、刮刷器及回流管所构成的，依其循环系统的不同更分为外循环式、内循环式、端塞循环式滚珠螺杆。
滚珠螺杆的结构传统分为内循环结构(以圆形反向器和椭圆形反向器为代表)和外循环结构(以插管为代表)两种。这两种结构也是最常用的结构。这两种结构性能没有本质区别，只是内循环结构安装连接尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。目前，滚珠丝杠副的结构已有10多种，但比较常用的主要有：内循环结构；外循环结构；端盖结构；盖板结构。。
发明内容
本发明的目的在于提出一种固体润滑的滚珠螺杆及其制备方法，能够使得滚珠螺杆摩擦减小。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种固体润滑的滚珠螺杆，其主要为螺杆、螺帽、滚珠、固定座、刮刷器及回流管所构成，的所述滚珠表面具有20-30μm厚度的等离子喷涂纳米h-BN与石墨烯涂层。
本发明所述涂层是纳米h-BN与石墨烯涂层混合而成。优选的，所述重量比为(3-5):1，优选4:1。
所述混合是采用行星球磨机和离心喷雾造粒机将涂层喷粉。其工艺包括：
(1)将纳米h-BN颗粒与石墨烯在行星球磨机上球磨至少5分钟；
(2)球磨停止前5分钟时，加入有机黏结剂球磨，得到悬浊液；
(3)将悬浊液进行喷雾造粒，得到纳米h-BN与石墨烯团聚颗粒。
本发明通过等离子喷涂将所述纳米h-BN与石墨烯团聚颗粒喷涂到滚珠上。所述等离子喷涂，其电流为400-700A，电压为30-70V，主气氩气流量50-140L/min，送粉速度25-60g/min。优选的，电流为550A，电压30V，氩气流量50L/min。
本发明所述的纳米h-BN颗粒，是现有产品，本领域技术人员可以通过市场购买得到，也可以按照现有技术的方法制备得到。本发明不再就其限定。
本发明的复合涂层使得摩擦系数和磨损率同时降低，具有较低的摩擦系数，在各个载荷下，磨损率比基体降低50％以上。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
采用行星球磨机和离心喷雾造粒机将涂层材料喷粉。其工艺包括：
(1)将纳米h-BN颗粒与石墨烯在行星球磨机上球磨至少5分钟；
(2)球磨停止前5分钟时，加入有机黏结剂球磨，得到悬浊液；
(3)将悬浊液进行喷雾造粒，得到纳米h-BN与石墨烯团聚颗粒。
通过等离子喷涂将所述纳米h-BN与石墨烯团聚颗粒喷涂到滚珠表面上。所述等离子喷涂，其电流为550A，电压30V，氩气流量50L/min。
所述滚珠上的涂层，其起到固体自润滑作用。
将螺杆、螺帽、滚珠、固定座、刮刷器及回流管所构成固体润滑的滚珠螺杆。
对比例1
省略实施例1的石墨烯，其余与实施例1相同。
对比例2
将纳米h-BN替换为微米石墨，其余与实施例1相同。
对比例1-2的涂层，同样能起到润滑作用，但所述润滑效果稍差，只是相较于不含涂层的滚珠，提高一些。实施例1的润滑效果要明显优于对比例1-2，且耐磨时间长，起到润滑的时间也明显较长。即，本发明的2种材料混合，起到协同作用。

Claims (5)

1.一种固体润滑的滚珠螺杆，其主要为螺杆、螺帽、滚珠、固定座、刮刷器及回流管所构成，所述滚珠表面具有20-30μm厚度的等离子喷涂纳米h-BN与石墨烯涂层。
2.如权利要求1所述的固体润滑的滚珠螺杆，其特征在于，所述涂层是纳米h-BN与石墨烯涂层混合而成，其重量比为(3-5):1，优选4:1。
3.如权利要求1或2所述的固体润滑的滚珠螺杆，其特征在于，所述混合是采用行星球磨机和离心喷雾造粒机将涂层喷粉，其工艺包括：
(1)将纳米h-BN颗粒与石墨烯在行星球磨机上球磨至少5分钟；
(2)球磨停止前5分钟时，加入有机黏结剂球磨，得到悬浊液；
(3)将悬浊液进行喷雾造粒，得到纳米h-BN与石墨烯团聚颗粒。
4.如权利要求1-3之一所述的固体润滑的滚珠螺杆，其特征在于，通过等离子喷涂将所述纳米h-BN与石墨烯团聚颗粒喷涂到风机主轴上得到所述涂层。
5.如权利要求1-4之一所述的固体润滑的滚珠螺杆，其特征在于，所述等离子喷涂，其电流为400-700A，电压为30-70V，主气氩气流量50-140L/min，送粉速度25-60g/min；优选的，电流为550A，电压30V，氩气流量50L/min。
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