CN108167334A - 轴承部件和用于提高轴承部件的抵抗性的方法 - Google Patents

轴承部件和用于提高轴承部件的抵抗性的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108167334A
CN108167334A CN201711270737.5A CN201711270737A CN108167334A CN 108167334 A CN108167334 A CN 108167334A CN 201711270737 A CN201711270737 A CN 201711270737A CN 108167334 A CN108167334 A CN 108167334A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
parts
base
bearings
polyurethane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711270737.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108167334B (zh
Inventor
蒂洛·冯·施莱尼茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF AB
Original Assignee
SKF AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKF AB filed Critical SKF AB
Publication of CN108167334A publication Critical patent/CN108167334A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108167334B publication Critical patent/CN108167334B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/122Multilayer structures of sleeves, washers or liners
    • F16C33/124Details of overlays
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08Anti-corrosive paints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50Multilayers
    • B05D7/56Three layers or more
    • B05D7/58No clear coat specified
    • B05D7/584No clear coat specified at least some layers being let to dry, at least partially, before applying the next layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14Special methods of manufacture; Running-in
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • F16C33/62Selection of substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • F16C33/64Special methods of manufacture
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2301/00Inorganic additives or organic salts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2320/00Organic additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2503/00Polyurethanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2208/00Plastics; Synthetic resins, e.g. rubbers
    • F16C2208/02Plastics; Synthetic resins, e.g. rubbers comprising fillers, fibres
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2208/00Plastics; Synthetic resins, e.g. rubbers
    • F16C2208/10Elastomers; Rubbers
    • F16C2208/12Polyurethan [PU]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/40Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions
    • F16C2300/42Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions corrosive, i.e. with aggressive media or harsh conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/31Wind motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

轴承部件和用于提高轴承部件的抵抗性的方法。本发明涉及一种轴承部件,包括表面区域(2),在所述表面区域(2)上,从下向上依次涂布有基层(3)、中间层(4)和覆盖层(5),所述基层(3)是添加有锌的基于聚氨酯的第一涂层,所述中间层(4)是与所述基层(3)不同的添加有纤维的基于聚氨酯的第二涂层,所述覆盖层(5)是与所述中间层(4)不同的基于聚氨酯的第三涂层。

Description

轴承部件和用于提高轴承部件的抵抗性的方法
技术领域
本发明涉及一种轴承部件和用于提高轴承部件的抵抗性(resistance)(特别是机械抵抗性和使未被喷砂的表面免于剥落的保护性)的方法。
背景技术
轴承有时会暴露于腐蚀环境条件。例如,这对于安装在风力涡轮机中且出于建造原因或成本原因而不安装在例如保护轴承免受天气影响的座(housing)中的轴承而言,确实是这样。特别是对于风力涡轮机直接构建在海岸上或甚至直接构建在海里的情形是有问题的。在这种情况下,轴承可能会与高腐蚀性的盐水接触。
轴承可以设置有用于保护其免受腐蚀的涂层。通常使用基于环氧树脂的涂层作为防腐涂层。为了确保可靠的防腐作用,必须使涂层牢固地附接到基板。为此,基板的准备通常是先决条件。用于实现涂层的良好粘接的已知措施包括使待被涂覆的表面粗糙化。在许多情况下,粗糙化通过对待被涂覆的表面进行喷砂处理来实现。为此,将磨料颗粒抛投到待被涂覆的表面。然而,对轴承部件进行喷砂处理存在有如下风险:任何残留的磨料颗粒可能对运行中的轴承造成损害,或者从轴承部件尽可能完全地去除磨料颗粒与非常高的费用相关。
例如,虽然风力涡轮机的主转子轴承上的暴露出来的外表面的腐蚀通常不会表现出功能上关键(function-critical)的问题,但是一般是不期望的,其结果是需要采取对策。通过脂填充来密封和保护轴承内部中的在功能上必要的滚动面和滑动面。密封面形成脂膜或形成甚至脂垫(grease bead),这还保护了与密封面相邻的区域。考虑到甚至处于海上环境中的未被保护的钢的腐蚀值,例如,当钢水结构中一侧被盐水接触时为100年10mm,重要的是主转子轴承的功能问题因外表面腐蚀而几乎不可预料。
通过对该主转子轴承的外表面采取的传统防腐措施,对外表面进行喷砂,例如进行金刚砂喷砂,然后通过热锌喷涂、即锌火焰喷涂或锌等离子体喷涂,或者通过所提及的涂覆措施进行涂覆。根据所有传统的防腐措施,表面基本上始终被喷砂,通常喷砂到Sa2.5。在喷砂时,使用类似于磨轮粒或砂粒的硬颗粒。还利用喷锌,不会产生粘附到表面的金属颗粒。在该工艺之后获得完全无颗粒的诸如主转子轴承或主转子轴承圈等的部件,是极其困难的,如果并非没有可能的话。由于松散的颗粒到处积聚,因此即使功能表面的覆盖也会导致在去除覆盖物时造成再污染。归因于形状和相关联的持续污物再污染,大型环状部件的清洁会导致类似于的稀释系列(dilution series)的清洁结果,其中难以获得为零的值。
因此,即使是在尽可能仔细地清洁之后,在统计学上也可能会在以该方式处理过的轴承中发现一些磨料颗粒。
数学上表明,即使少量的该颗粒也可能会对运行中的轴承造成表面损害,并且可能导致轴承使用寿命的显著缩短。
对风力轴承采取的所有技术措施的主要目的是获得尽可能长的使用寿命。利用外部防腐措施几乎无法延长使用寿命,因此承担因所引入的内部污染而显著缩短使用寿命且显著降低性能的实质风险、并且降低系统的可靠性,是不符合逻辑的。
从DE 10 2012 212 688 B3已知一种用于保护轴承部件免受腐蚀的方法,其中在不事先喷砂的情况下对轴承部件的表面区域依次(successively)涂布添加有锌的基于聚氨酯的作为第一涂层的多层基层,并且在被最后涂布的基层上涂布添加有云母氧化铁的基于聚氨酯的作为第二涂层的覆盖层。使用该方法,可以用比较少的努力且以可靠的方式获得非常有效的防腐作用。层的数量和该涂层系统的厚度取决于所要求的保护,其可以达到C5MH。当层非常厚时,归因于内部应力和层在负荷下的变形增大,可能导致对被研磨、未被喷砂的基体的粘接损失。当层厚高时,以这种方式形成的层系统不再被设计成用于极端的机械作用,其结果是当非常强的机械作用施加到层系统时,可能导致剥落。
发明内容
因此,本发明的目的是找到用于轴承部件的外表面的有效且经济的防腐作用,该防腐作用在预处理和应用时没有污染的可能,因而对运行着的轴承的实际使用寿命和性能展现出没有风险,并且即使当层厚高时也经受得住机械作用。这里,将大约250μm至400μm的层厚(度)视作高(的)层厚(度)。
该目的通过独立技术方案中的特征组合而得以实现。
本发明的轴承部件包括表面区域,在所述表面区域上,从下向上依次涂布有基层、中间层和覆盖层,所述基层是添加有锌的基于聚氨脂的第一涂层,所述中间层是与所述基层不同的添加有纤维的基于聚氨脂的第二涂层,所述覆盖层是与所述中间层不同的基于聚氨脂的第三涂层。
本发明具有如下优点:以相对低的努力(/成本)且以可靠的方式获得对轴承部件非常有效的防腐作用(甚至能够经受强的机械效应)。
甚至是对未被粗糙化的基板,特别是对被精细研磨的滚动轴承钢,第一涂层具有如此高的粘接强度,以至于不需要费事且危险地准备轴承部件的表面,特别是不需要对轴承部件的表面进行喷砂。因而,表面区域不被喷砂是可行的。除了工艺简化的优点以外,还由此避免了来自喷砂工艺的磨料残留物对运行中的轴承部件造成损害的风险。
可以对表面区域涂布多层基层。可以在表面区域上涂布1层至3层基层。各基层的层厚均可以为30μm至90μm,优选为40μm至60μm。
含有纤维的中间层的层厚可以为40μm至100μm,优选为70μm。
覆盖层的层厚可以为40μm至100μm,优选为50μm至70μm。可以设置1层至3层覆盖层。
纤维可以被构造为长度是大约100μm至400μm的短纤维或长度是大约3mm的长纤维。由于长纤维具有差的可加工性并容易缠结,所以短纤维是优选的。特别的是,使用长度为100μm至300μm(优选为100μm至200μm)的短纤维。这样的短纤维具有好的加工性并可以相对于机械作用而言提供有效的保护。特别的是,这样的纤维在中间层的增强方面有效,其结果是即使具有局部粘接(adhesion)问题,但归因于强的层粘接(cohesion),也不会导致剥落。
当中间层中使用的是短纤维时,中间层中的纤维比例可以为15%至35%,优选为25%。这里,纤维比例的百分比均基于体积。除非另有声明,这也适用于所有其它百分比。当使用的是长纤维时,纤维比例可以显著降低,例如,纤维比例可以为3%至15%。如果高于所述最大纤维比例,则无法确保纤维在第二涂层中的充分埋设(embedding),或者可能缠结(当使用的是长纤维时)和团聚(agglomeration)(当使用的是短纤维时)。另外,对于足够的粘接而言不足的粘合材料是可以的。如果低于所述最小纤维比例,则无法确保纤维的足够增强作用。
纤维可以被构造为玻璃纤维、碳纤维或聚酰胺纤维。
纤维可以包括含有粘接剂的浆料。这能够使得第二涂层相对于纤维具有非常强的粘接。特别的是,纤维可以包含硅烷浆料。聚氨酯浆料也是适用的。然而,在聚氨酯涂层体系中,环氧树脂浆料(epoxy sizing)不适用。
浆料比例可以小于3%。特别的是,浆料比例可以为1%至1.5%。
例如,可以使用长度为大约100μm的包含聚氨酯浆料或无浆料的碳纤维。同样地,可以使用长度为大约200μm的包含硅烷浆料的玻璃纤维。纤维厚度总体上小于10μm。例如,厚度为大约7μm的碳纤维是合适的。
第三涂层可以包含抑制扩散的混合物。由此,可以例如减少水分向覆盖层中的不期望渗透。特别的是,可以向第三涂层添加云母氧化铁或铅酸钙。当使用的是导湿纤维时,涂层的扩散阻隔是最重要的。
第一涂层和第二涂层可以被构造为在聚酰胺基材方面相同。这降低了因第一涂层与第二涂层之间的不兼容而产生问题的风险。
第一涂层和/或第二涂层和/或第三涂层可以是单组分涂层。这可以用非常少的努力(/花费)且无混合错误的风险地进行加工。然而,还能够将第一涂层和/或第二涂层构造为双组分涂层。
第一涂层和/或第二涂层和/或第三涂层可以被构造为湿固化涂层(moisture-curing)。这具有如下优点:可以用已知的大气湿度非常容易地估计固化过程的进展、工艺简单、并且无需称重和混入固化剂(/硬化剂)(hardener)。
所有涂层可以具有添加了不同固体的相同的基本配方。例如,DE 10 2012 212688 B3中公开了一种适当的基本配方。
轴承部件可以被构造为使得被涂覆的表面区域的至少主要部分在轴承部件安装好可以运行之后不与相对面抵接。
轴承部件可以被构造为轴承圈,特别是,可以被构造为内圈或外圈,特别是滚动轴承或滑动轴承的内圈或外圈。
本发明还涉及一种轴承,其包括本发明的轴承部件。轴承可以被构造为大型轴承。特别是,轴承可以被构造为风力涡轮机的部件。
另外,本发明涉及一种用于提高轴承部件的抵抗性的方法。在本发明的方法中,在所述轴承部件的表面区域上,从下向上依次涂布有至少一层基层、中间层和覆盖层,所述基层是添加有锌的基于聚氨脂的第一涂层,所述中间层是与所述基层不同的添加有纤维的基于聚氨脂的第二涂层,所述覆盖层是与所述中间层不同的基于聚氨脂的第三涂层。可以向第三涂层添加(薄)片状的基片(base segments)。表面区域可以未被喷砂。
附图说明
以下将参照在图中绘出的示例性实施方式解释本发明。
图1示出了被涂覆的轴承部件1的示例性实施方式的示意图。该图被大幅简化且未按比例,并且仅示出了轴承部件1的一部分。
附图标记说明
1 轴承部件
2 表面区域
3 基层
4 中间层
5 覆盖层
具体实施方式
轴承部件1可以是例如滚动轴承或滑动轴承等的轴承圈。特别的是,轴承部件1被构造为风力涡轮机或其它大型机械的大型轴承的部件。轴承部件1可以由钢制成。
轴承部件1的表面区域2从下向上(one-over-the-other)依次涂布有两层基层3、中间层4和覆盖层5。由此,保护轴承部件1在表面区域2内免受腐蚀。表面区域2可以在轴承部件1的除了滚道和滑道以外的整个表面延伸,或者可以仅在轴承部件1的局部区域延伸。如将更详细解释的,在涂覆轴承部件1之前不使用磨料颗粒对表面区域2进行喷砂(blasting),而是将最下侧的基层3直接涂布到轴承部件1的被大致研磨并去油的(degreased)表面区域2。
在一个示例性实施方式中,基层3均具有50μm的厚度并均由添加有锌颗粒的基于聚氨酯的湿固化单组分层构成。除非另有声明,厚度的规格均是指硬化且干燥了的层。在所声明的条件下,环氧树脂涂层不具有足够的粘接强度并需要喷砂基板。原则上,大约30μm至大约90μm的层厚对基层3而言是可以的。优选的范围落在40μm至60μm之间。如果所选择的层厚过小,则防腐作用不足。代替所绘的两层基层3的是,还可以仅设置单层基层3,或者还可以设置三层以上的基层3。原则上,还可以对基层3使用基于聚氨酯的双组分涂层,其中进而添加有锌颗粒。在干的基层3中,锌颗粒的比例为大约60%至90%。对于与材料的作为百分比的比例有关的所有其它规格,这些值均是指体积,即规格%均为体积%。为了提高基层3的弹性,直接涂布到表面区域2的基层3可以含有作为进一步成分的沥青或柏油(bitumenor asphalt)。
含有纤维的中间层4可以具有40μm至100μm(例如,80μm)的厚度并由添加有纤维的基于聚氨酯的湿固化单组分涂层构成。纤维用于增强中间层4并用作增强件(reinforcement)。归因于该增强件,可以使对基板的粘接被构造得不太强的区域桥接(bridged),从而防止了粘接弱的局部区域的剥落(flaking)。另外,归因于该增强件,提高了中间层4的机械稳定性。
特别的是,纤维可以是例如纤维长度是100μm至400μm(典型为200μm)的短切纤维。归因于使用的是短切纤维,与使用长纤维相比,显著地降低了纤维缠结(tangling)的风险。在使用含有纤维的涂层的所有涂覆工艺中,优选通过喷涂来进行涂布。当使用刷子进行涂布时,可能会导致纤维的分布不均(inhomogeneous distribution)和分层(demixing)。当使用滚漆筒进行涂布时,存在特别是不利的团聚形式(agglomerates form)的风险。
可以向涂层添加大约15%至35%(特别是25%)的短纤维。该信息分别基于体积和干涂层。纤维可以是导电纤维或电绝缘纤维。例如,玻璃纤维、聚酰胺纤维或碳纤维是合适的。
聚酰胺纤维可以吸收高达7%的水分。当在干态下进行处理时,虽然首先会致使贮存期(pot life)延长,但是然后会使得涂层快速硬化。这可以通过涂覆聚酰胺纤维而得以缓和。
特别的是,作为玻璃纤维,可以使用包含促粘浆料(adhesion-promoting sizing)的耐化学药品的(chemically resistant)C-玻璃纤维。例如,可以使用包含硅烷浆料的玻璃纤维。
覆盖层5的厚度为大约40μm至大约100μm,优选为50μm至70μm。覆盖层5的厚度典型为大约60μm,因而与各基层3的厚度大致对应。然而,归因于诸如云母氧化铁等的片状颜料(lamella pigment),覆盖层5的厚度倾向于被选择成比基层3的厚度略厚。覆盖层5由代替锌添加有片状云母氧化铁颗粒的基于聚氨酯的湿固化单组分涂层构成。以与基层3类似的方式,还可以对覆盖层5使用基于聚氨酯的双组分涂层。
图1所示的层顺序表现出非常有效的防腐作用。因而,可以获得根据EN ISO12944-2:2000的等级C4/10年至等级C5/10年。归因于使用的是多层薄基层3,与使用单层厚基层3相比,当涂布基层3时,改善了干透性(drying-through)。另外,减少了穿孔,从而减小了在极端情况下可能导致分层(delamination)的内应力。这特别归因于如下事实:与从厚基层3离开相比,在基层3干燥期间产生的二氧化碳和溶剂可以更容易(better)从薄基层3离开。当使用基于聚氨酯的单组分涂层时,对于交联而言,还可以使水蒸气较容易地扩散。含在基层3中的锌保护轴承部件1的钢免受腐蚀。
归因于中间层4含有纤维,中间层4在机械方面非常稳定并防止局部区域的剥落(spalling)。如果出于试验的目的将该含有纤维的中间层4直接喷涂到被研磨的钢,其中含有纤维的中间层4包含纤维留存率为25%的200μm长玻璃纤维(1%硅烷浆料),在干态下层厚形成为80μm,则会获得如下性能:在23℃、50%相对湿度的条件下作用7天之后,在网格层(lattice layer)中,所得到的根据DIN EN ISO 2409的最佳值为“0”,所得到的根据DINISO 4624的粘附力(bonding)的值高达大约9.5N/mm2。因而,粘附力的值为被喷砂的钢上的环氧系涂层的标准值的大约两倍,并且为被研磨的钢上的环氧系层的标准值的多倍。
归因于含在覆盖层5内的云母氧化铁相对于机械作用而言具有比较高的硬度,因此覆盖层5保护中间层4和基层3。这里,云母氧化铁片(micaceous iron oxide lamellae)形成一种保护屏障(protective armor)。另外,归因于云母氧化铁是(薄)片状的,获得了高的扩散密度,其结果是几乎没有(任何)水蒸气可以穿透(/渗透)到中间层和基层3,特别是穿透到含在基层3中的锌颗粒。另外,在锌颗粒和云母氧化铁这一组合的情况下,由于整个体系含有少量的金属,因此对于一系列电化学应力而言会产生有利的比率。
如果基层3、中间层4和覆盖层5基于相同的聚氨酯基材,则会特别可靠地避免因涂层组分扩散到相邻的层中而可能产生的脆化以及可能导致层鼓出(lifting)和层剥落的应力。
作为图1所绘的示例性实施方式的另一种选择,轴承部件1还可以涂覆有仅两层基层3、一层中间层4和一层覆盖层5。可以为包括了两层基层3的系统保留其它参数。
为了形成图1所绘的层顺序和相似的层顺序,可以执行如下:
在待进行涂覆的表面区域2中,对表面通常被研磨的轴承部件1进行清洁并由此使轴承部件1活化(activated)。这可以例如通过先用白酒(white spirit)处理、然后用丙酮(acetone)处理来实现。特别的是,应当发生活化表面能量超过72mN/m。在活化之前和之后,均不用磨料颗粒喷砂并由此粗糙化轴承部件1。不同的是,例如,如果层厚被适当选择,则硅酸盐、粘合剂比例增大的聚氨酯甚至对未被喷砂的钢表面也能非常良好地粘接。
例如,使用滚漆筒或喷枪在被活化的表面区域2上涂布基层3。为此,使锌颗粒与聚氨酯系涂层预先混合。如果不仅使用锌粉,而且还使用一定比例的锌(薄)片,则可以改善涂层中的内部电接触,因而可以改善防腐作用。在锌粉和锌片的混合物中,通过彼此之间具有较多的接触面,获得了最优的堆积密度。
为了基层3的各种目标层厚,使用锌粉粒径不同的相同基本配方。利用所使用的粉末的粒径,同时利用聚氨酯粘合剂的粘度来调整不同的层厚。溶剂(VOC)的添加越多,将使粘度降低,并使层变薄,反之亦然。另外,可以利用聚氨酯的预交联程度并利用流变学来影响涂层的粘度。预交联越低,相当于粘度越低。
用于基层3的混合好的涂层(包含)的溶剂(例如,石脑油)比例为20%至40%,特别为30%。
在减去溶剂组分之后,涂层中的其余干物质由如下构成,其中将总的干物质视作百分比的基准值:
-20%-40%(特别是30%)的单组分湿固化聚氨酯(基本的芳香族多异氰酸酯),
-50%-80%的固体比例,
-至多10%的添加剂(固体或液体)。
利用该组合物(composition),涂层能够容易且均匀地涂布、快速地干燥、高度地粘接并在化学和机械方面是稳定的。
当聚氨酯比例小于20%时,会对涂层在轴承部件1的表面上的粘接产生问题;当聚氨酯比例大于40%时,由于不再呈现出经由涂层的整个体积的持续电连接,因此涂层的防腐效果不再被确保。
涂层的固化通过使聚氨酯体基材(/聚氨酯体系)的(polyurethane system)官能端(异氰酸酯)交联来实现。干层的体积为湿层的体积的大约70%。
在充分蒸发之后、在蒸发期间干燥反应中形成的大部分二氧化碳从第一基层3离开且估计蒸发了大约三小时至八小时(取决于温度和空气湿度)之后,在第一基层3上涂布第二基层3。这里,这以与第一基层3相同的方式来执行,并且使用在聚氨酯基材和所添加的锌方面被构造为与第一基层3的涂层相同的涂层,其结果是存在在粘接性和防腐性方面相同的涂层复合物。为了能够更好地控制涂层的涂布,可以向用于第二基层3的涂层添加与用于第一基层3的涂层不同的颜料(color pigment)。对于第二基层3的形成来说,由于轴承部件1的表面区域2被第一基层3覆盖,因此省略了作为准备措施的对表面区域2的活化。
在第二基层3的蒸发之后,以类似的方式涂布第三基层3,其中对于涂层组合物,类似地应用关于第一基层3和第二基层3的陈述。特别的是,存在用于第三基层3的涂层被构造为与用于第一基层3的涂层完全相同的可能性。残留在第一基层3中的通孔大部分被第二基层3封闭。通过第三基层3实现通孔的进一步减少。
然后,对最上侧的基层3涂布中间层4。这里,也先等待直到第三基层3充分蒸发为止。代替锌,使纤维与用于形成中间层4而提供的涂层混合(admixed)。可以在溶解盘(dissolver disc)的帮助下,在对涂层进行处理之前向涂层添加纤维。这里,可以使用与制造基层3时的涂层相同的涂层(但是不具有锌)作为用于中间层4的起始材料,即涂层可以被构造为在聚氨酯基材(base)方面相同。这保证了中间层4与基层3的良好兼容(性)(compatibility),并且避免了可能导致对中间层4或基层3造成损害的不期望的反应。使用喷枪涂布中间层4。以与对基层3描述类似的方式,在形成中间层4时,经由粘度或其它参数的调整或经由所添加的纤维的选择和纤维的量的选择来形成干态下的期望的层厚。
接着,在中间层4上涂布覆盖层5。这里,也先等待直到中间层4充分蒸发为止。使云母氧化铁与用于形成覆盖层5而提供的涂层混合。这里,可以使用与制造基层3和中间层4时的涂层相同的涂层(但是不具有锌)作为用于覆盖层5的起始材料,即涂层可以被构造为在聚氨酯基材方面相同。这保证了覆盖层5与中间层4的良好兼容,并且避免了可能导致对覆盖层5或中间层4造成损害的不期望的反应。可以例如使用滚漆筒或喷枪涂布覆盖层5。以与对基层3和中间层4描述类似的方式,在形成覆盖层5时,经由粘度或其它参数的调整或经由所添加的云母氧化铁的选择和云母氧化铁的量的选择来形成干态下的期望的层厚。
在覆盖层5、中间层4和基层3固化之后,它们非常有效且长期地保护轴承部件1免受腐蚀。这里,基层3承担基板粘接的职责并因添加的锌而提供了非常良好的防腐作用。覆盖层5承担扩散阻隔(diffusion barrier)的职责并因云母氧化铁而提供了在机械方面有效的屏障(armoring)。纤维增强的中间层4在表面方向上产生高强度粘附,这防止了可能因外部机械应力而产生的垂直于表面的破裂。由此,抑制了(counteracted)涂层系统的脱落、移位或剥落。特别的是,利用无缝的、完全包围的涂层,即利用围绕整个部件无缝的、完全包围的涂层,得到了优异的层稳定性。

Claims (12)

1.一种轴承部件,包括表面区域(2),其特征在于,在所述表面区域(2)上,从下向上依次涂布有基层(3)、中间层(4)和覆盖层(5),所述基层(3)是添加有锌的基于聚氨脂的第一涂层,所述中间层(4)是与所述基层(3)不同的添加有纤维的基于聚氨脂的第二涂层,所述覆盖层(5)是与所述中间层(4)不同的基于聚氨脂的第三涂层。
2.根据权利要求1所述的轴承部件,其特征在于,所述表面区域(2)未被喷砂。
3.根据前述权利要求中任一项所述的轴承部件,其特征在于,所述纤维的长度为100μm至400μm。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承部件,其特征在于,所述纤维的比例为15%至35%。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轴承部件,其特征在于,所述纤维包括含有粘接剂的浆料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轴承部件,其特征在于,所述第三涂层包括抑制扩散的混合物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轴承部件,其特征在于,所述第三涂层添加有云母氧化铁。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轴承部件,其特征在于,所述第一涂层、所述第二涂层和所述第三涂层被构造为在聚氨酯基材方面相同。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轴承部件,其特征在于,所述第一涂层和/或所述第二涂层和/或所述第三涂层是湿固化涂层。
10.根据前述权利要求中任一项所述的轴承部件,其特征在于,所述轴承部件(1)被构造为轴承圈。
11.一种轴承,包括根据前述权利要求中任一项所述的轴承部件(1)。
12.一种用于保护轴承部件(1)免受腐蚀的方法,其中,在所述轴承部件(1)的表面区域(2)上,从下向上依次涂布有至少一层基层(3)、中间层(4)和覆盖层(5),所述基层(3)是添加有锌的基于聚氨脂的第一涂层,所述中间层(4)是与所述基层(3)不同的添加有纤维的基于聚氨脂的第二涂层,所述覆盖层(5)是与所述中间层(4)不同的基于聚氨脂的第三涂层。
CN201711270737.5A 2016-12-07 2017-12-05 轴承部件和用于提高轴承部件的抵抗性的方法 Active CN108167334B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016224402.7 2016-12-07
DE102016224402.7A DE102016224402A1 (de) 2016-12-07 2016-12-07 Lagerbauteil und Verfahren zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit eines Lagerbauteils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108167334A true CN108167334A (zh) 2018-06-15
CN108167334B CN108167334B (zh) 2021-01-26

Family

ID=60673071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711270737.5A Active CN108167334B (zh) 2016-12-07 2017-12-05 轴承部件和用于提高轴承部件的抵抗性的方法

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3333228B1 (zh)
CN (1) CN108167334B (zh)
DE (1) DE102016224402A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110714995A (zh) * 2019-10-28 2020-01-21 无锡嘉能电机技术有限公司 改善超越离合器性能的制造方法
CN111075842A (zh) * 2018-10-22 2020-04-28 斯凯孚公司 滚动轴承
WO2023077514A1 (en) * 2021-11-08 2023-05-11 MEGA P&C Advanced Materials (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for forming protective coatings

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1359315A (zh) * 1999-03-26 2002-07-17 戴维·A·拉波因特 涂有耐磨涂料的制品
CN1575867A (zh) * 2003-05-30 2005-02-09 本田技研工业株式会社 涂膜形成方法和涂覆制品
CN1820941A (zh) * 2005-02-15 2006-08-23 法国国营铁路公司 用于轮轴的保护膜
WO2005069877A3 (en) * 2004-01-16 2009-03-05 Ppg Ind Ohio Inc Process for applying a multi-layer coating to ferrous substrates
CN101672325A (zh) * 2009-10-09 2010-03-17 浙江长盛滑动轴承有限公司 Peek覆膜高性能滑动轴承及其制造方法
CN102272470A (zh) * 2008-12-08 2011-12-07 马勒国际公司 轴承
DE102012212688B3 (de) * 2012-07-19 2014-01-02 Aktiebolaget Skf Korrosionsgeschützter Lagerring eines Wälzlagers oder Gleitlagers, Lager mit dem Lagerring und Verfahren zum Schutz eines Lagerrings vor Korrosion
CN105131660A (zh) * 2015-08-26 2015-12-09 浙江大学 钢筋防腐涂料及其涂覆方法
CN106080331A (zh) * 2016-08-15 2016-11-09 昆山同昌汽车新材料有限公司 一种增强隔音的汽车地毯
CN106133076A (zh) * 2014-03-10 2016-11-16 斯凯孚公司 防腐蚀的层系统、防腐蚀的轴承组件和保护轴承组件免受腐蚀的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002224303A1 (en) * 2000-11-28 2002-06-11 Lotrec Ab Multilayer coating

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1359315A (zh) * 1999-03-26 2002-07-17 戴维·A·拉波因特 涂有耐磨涂料的制品
CN1575867A (zh) * 2003-05-30 2005-02-09 本田技研工业株式会社 涂膜形成方法和涂覆制品
WO2005069877A3 (en) * 2004-01-16 2009-03-05 Ppg Ind Ohio Inc Process for applying a multi-layer coating to ferrous substrates
CN1820941A (zh) * 2005-02-15 2006-08-23 法国国营铁路公司 用于轮轴的保护膜
CN102272470A (zh) * 2008-12-08 2011-12-07 马勒国际公司 轴承
CN101672325A (zh) * 2009-10-09 2010-03-17 浙江长盛滑动轴承有限公司 Peek覆膜高性能滑动轴承及其制造方法
DE102012212688B3 (de) * 2012-07-19 2014-01-02 Aktiebolaget Skf Korrosionsgeschützter Lagerring eines Wälzlagers oder Gleitlagers, Lager mit dem Lagerring und Verfahren zum Schutz eines Lagerrings vor Korrosion
CN106133076A (zh) * 2014-03-10 2016-11-16 斯凯孚公司 防腐蚀的层系统、防腐蚀的轴承组件和保护轴承组件免受腐蚀的方法
CN105131660A (zh) * 2015-08-26 2015-12-09 浙江大学 钢筋防腐涂料及其涂覆方法
CN106080331A (zh) * 2016-08-15 2016-11-09 昆山同昌汽车新材料有限公司 一种增强隔音的汽车地毯

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111075842A (zh) * 2018-10-22 2020-04-28 斯凯孚公司 滚动轴承
CN110714995A (zh) * 2019-10-28 2020-01-21 无锡嘉能电机技术有限公司 改善超越离合器性能的制造方法
WO2023077514A1 (en) * 2021-11-08 2023-05-11 MEGA P&C Advanced Materials (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for forming protective coatings

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016224402A1 (de) 2018-06-07
EP3333228B1 (de) 2021-01-06
EP3333228A1 (de) 2018-06-13
CN108167334B (zh) 2021-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108167334A (zh) 轴承部件和用于提高轴承部件的抵抗性的方法
US11713398B2 (en) Corrosion protecting layer system, corrosion protected bearing component and method for protecting a bearing component against corrosion
US10087990B2 (en) Friction-enhancing lacquer and bearing component coated therewith
CN109554064A (zh) 一种用于钢结构表面的耐候耐蚀防腐涂层及其制备方法
EP3562901A1 (en) Aqueous primer composition for adhesive bonding and bonding method using the same
WO2005098300A1 (ja) 鋼管用ねじ継手、及びその製造方法
CN102676029A (zh) 深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆
KR20110107797A (ko) 개선된 접착 촉진 코팅부를 가진 코드
KR101776150B1 (ko) 메탈징크 방청 프라이머 및 세라믹우레탄 도료를 이용한 강재 구조물의 친환경 방식 도장 공법
CN102041472A (zh) 一种钢铁结构件的表面处理方法
CN107955495A (zh) 一种高分子陶瓷耐磨涂层及其制备方法
CN108136716A (zh) 多层的复合构件
CN104877556A (zh) 耐磨耐热耐腐蚀的复合涂料
CN100429451C (zh) 油气管道腐蚀缺陷补强后的补口方法
JP2014088612A (ja) ポリエチレン被覆鋼管
KR101746431B1 (ko) 유기계 징크 리치 방청 프라이머 및 세라믹우레탄 도료를 이용한 철강 구조물의 방식 도장 공법
CN106318170A (zh) 一种用于镀锌钢板的水性环保处理剂及其制造方法和使用方法
CN1601169A (zh) 管道大修复合外防腐层
DE102012212688B3 (de) Korrosionsgeschützter Lagerring eines Wälzlagers oder Gleitlagers, Lager mit dem Lagerring und Verfahren zum Schutz eines Lagerrings vor Korrosion
CN106634572A (zh) 一种农用机械壳体内壁防护涂料及其制备方法
JP7200026B2 (ja) 鋼材の防錆補修方法、鉄塔の防錆補修方法及び防錆補修鋼材
CN103068937A (zh) 用于轨道轮对的防护覆层和涂敷方法
CN207453388U (zh) 一种防静电地坪漆涂层结构
CN112593754A (zh) 一种海上输电杆塔紧固件的保护方法
CN210506177U (zh) 一种高固体分环氧树脂长效防锈底漆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant