CN110564299A - 一种轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料、轴瓦及轴瓦喷涂方法 - Google Patents

一种轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料、轴瓦及轴瓦喷涂方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料、轴瓦及轴瓦喷涂方法。轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料，按重量百分比计，包括：二硫化钼3‑35％、树脂或聚酰亚胺31.5‑95％、石墨0.5‑44.5％、石墨锡0.01‑0.05％。轴瓦，包括钢背层、基底层和减磨层，基底层设置在钢背层上，减磨层设置在基底层上；基底层包括铝锡合金或铜镍合金；减磨层所述的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料在基底层上涂覆而成。轴瓦喷涂方法，包括：使用分散剂将二硫化钼、树脂或聚酰亚胺、石墨、石墨锡分散，使用有机溶剂将树脂或聚酰亚胺溶解，并搅拌分散均匀，获得液体状喷涂原料；将基底层进行喷涂预处理；将液体状喷涂原料使用高温枪喷涂在预处理后的基底层上，形成减磨层；对轴瓦进行喷涂后处理。

Description

一种轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料、轴瓦及轴瓦喷涂方法
技术领域
本发明涉及轴瓦技术领域，特别是涉及一种轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料、轴瓦及轴瓦喷涂方法。
背景技术
轴瓦，学名为滑动轴承，滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。主要作用有：支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度；减少转轴与支承主之间的这摩擦与磨损。
轴瓦是发动机关键的零件之一，轴瓦的性能好坏直接影响着发动机的性能。随着内燃机向高速、高载、低能耗、环保方向的发展，对轴瓦的性能要求不断提高，要求轴瓦不仅有高的承载能力，同时具有良的耐磨性、耐腐蚀性。近年来，随着经济的发展，人们对汽车的需求不断增加，环境的污染问题越来越受到人们的关注，对环境保护意识也不断增强，所以轴瓦基底层材料及表面涂层材料必须做到环保、高强度、长寿命，才能满足使用要求。
由于传统的轴瓦表面处理技术，主要就是电镀铅锡铜、铅锡铜铟等方法，产品加工污染大，性能低，发展逐渐进入了瓶颈。因此，需要一种新的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料、轴瓦及轴瓦喷涂方法。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料、轴瓦及轴瓦喷涂方法。
本发明的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料，按重量百分比计，包括：
进一步优选地，按重量百分比计，包括：
本发明还提供了一种轴瓦，包括钢背层、基底层和减磨层，所述基底层设置在所述钢背层上，所述减磨层设置在所述基底层上；
所述基底层包括铝锡合金或铜镍合金；
所述减磨层为所述的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料在所述基底层上涂覆而成。
进一步优选地，所述基底层为铝锡合金，按重量百分比计，所述铝锡合金包括：
铜 0.4-1.3％
锡 5-22.5％
硅 0-5％
铝为余量。
进一步优选地，所述基底层为铜镍合金，按重量百分比计，所述铜镍合金包括：
锡 1-9％
镍 0.5-2.8％
铜为余量。
进一步优选地，所述基底层为铜镍合金，按重量百分比计，所述铜镍合金包括：
铋 1.5-4.5％
锡 6.5-12％
铜为余量。
进一步优选地，所述减磨层的厚度为0.005-0.015mm。
本发明还进一步提供了一种轴瓦喷涂方法，用于制作上述任一项所述的轴瓦，包括：
使用分散剂将二硫化钼、树脂或聚酰亚胺、石墨、石墨锡分散，使用有机溶剂将树脂或聚酰亚胺溶解，并搅拌分散均匀，获得液体状喷涂原料；
将基底层进行喷涂预处理；
将液体状喷涂原料使用高温枪喷涂在预处理后的基底层上，形成减磨层；
对轴瓦进行喷涂后处理。
在一种实施方式中，所述喷涂预处理包括喷砂处理、除锈、除油、纯水漂洗、纯水超声波处理和烘干。
在一种实施方式中，所述喷涂后处理包括对减磨层进行固化处理、高温热处理，以及对轴瓦尺寸进行修正。
本发明的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料、轴瓦及轴瓦喷涂方法的有益效果：
1.本发明的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料创新性地采用工程高分子材料作为轴瓦的减摩层材料，拓展了轴瓦减摩层材料使用的范围。
2.本发明的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料及轴瓦的均不含铅等有毒元素，符合无铅化要求及汽车发展要求。
3.本发明的轴瓦可以根据发动机的特点和结构要求，自由选择铜镍合金或铝锡合金进行搭配使用，适用范围广。
4.本发明的轴瓦成本低、节约资源，避免了环境污染问题，且基底层与减磨层之间不需要镍栅层来防止二者之间直接接触相互扩散的问题。
5.本发明的轴瓦提高了滑动轴承的耐磨性和减摩性，耐磨性比传统的三元合金镀层提高3倍以上，比不添加石墨锡的涂层的轴瓦的抗疲劳强度提升 10％-15％，摩擦因子达到0.1以下。
具体实施方式
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
本发明的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料，按重量百分比计，包括：
本实施例提供十个实例的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料进行说明，具体列表如下：
其中，实例七为最佳实施例，该实例的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料喷涂后，使得轴瓦具有最佳的抗疲劳强度。
本发明的轴瓦，包括钢背层、基底层和减磨层，所述基底层设置在所述钢背层上，所述减磨层设置在所述基底层上。
所述钢背层可有优选地采用优质低碳钢。
所述基底层包括铝锡合金或铜镍合金。
具体生产时，将所述基底层浇铸或烧结到所述钢背层上，然后将上述材料采用冲弯切削工艺加工成轴瓦的形状。
所述减磨层为所述的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料在所述基底层上涂覆而成。在实施时，所述减磨层可以采用实例一至实例十任意一种轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料。具体设置时，所述减磨层的厚度为0.005-0.015mm。
所述基底层的实施例一
当所述基底层为铝锡合金时，按重量百分比计，所述铝锡合金包括：
铜 0.4-1.3％
锡 5-22.5％
硅 0-5％
铝为余量。
当所述基底层为铝锡合金时，可以参考以下具体实施方式：
成分 实施例1 实施例2 实施例3
铜 0.4％ 1.3％ 1.0％
锡 22.5％ 5％ 16.5％
硅 5％ 0％ 2％
铝 余量 余量 余量
所述基底层的实施例二
当所述基底层为铜镍合金时，按重量百分比计，所述铜镍合金包括：
锡 1-9％
镍 0.5-2.8％
铜为余量。
当所述基底层为铜镍合金时，可以参考以下具体实施方式：
成分 实施例4 实施例5 实施例6
锡 1％ 9％ 4.5％
镍 2.8％ 0.5％ 1.7％
铜 余量 余量 余量
所述基底层的实施例三
当所述基底层为铜镍合金时，按重量百分比计，所述铜镍合金包括：
铋 1.5-4.5％
锡 6.5-12％
铜为余量。
当所述基底层为铜镍合金时，可以参考以下具体实施方式：
成分 实施例7 实施例8 实施例9
锡 1.5％ 4.5％ 3.2％
镍 12％ 6.5％ 9.4％
铜 余量 余量 余量
为了证明本发明的轴瓦的优良特性，将实例七的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料分别喷涂在具有实施例1至实施例9成分的基底层上，具有上述基底层和减磨层的轴瓦作为实验例1至实验例9，9个实验例的基底层均设置为0.01mm。采用普通铝合金和普通铜合金分别作为基底层的轴瓦作为对比例1和对比例2，对比例1和对比例2采用普通的耐磨涂料作为减磨层，该耐磨涂料包括二硫化钼、聚酰亚胺和石墨，对比例1和对比例2的基底层同样设置为0.01mm。将9个实验例、对比例1和对比例2使用蓝宝石疲劳试验台测试抗疲劳强度，测试结果如下：
由上述测试结果可知，采用本发明提供的基底层和减磨层，可以明显提高轴瓦的抗疲劳强度，平均抗疲劳强度提升10％-15％。
另外，使用摩擦磨损试验机测试实验例1至实验例9，以及对比例1和对比例2的轴瓦的耐磨性能，实验例1至实验例9的轴瓦的耐磨性能也明显优于对比例1和对比例2，摩擦因子达到0.1以下。
本发明的轴瓦喷涂方法，用于制作上述的轴瓦，包括：
S1.使用分散剂将二硫化钼、树脂或聚酰亚胺、石墨、石墨锡分散，使用有机溶剂将树脂或聚酰亚胺溶解，并搅拌分散均匀，获得液体状喷涂原料。
分散剂主要作用是使各种成分分散良好，使得涂层各成分分布均匀，性能稳定。
有机溶剂可以把树脂或聚酰亚胺溶解，获得液体状喷涂原料，利于加工。
在液体状喷涂原料的制作过程中，需要进行搅拌、溶解，才能其具有均匀性、稳定性。
S2.将基底层进行喷涂预处理。
喷涂前的半成品轴瓦基本结构是钢背层和基底层，由于基底层在空气中容易形成一层氧化膜，再加上轴瓦机械加工时，表面会沾上一些润滑油或人的指印，这些因素都会对涂层和基底层之间的结合力产生致命的影响，因此，需要对基底层进行喷涂预处理。
在一种实施方式中，所述喷涂预处理包括喷砂处理、除锈、除油、纯水漂洗、纯水超声波处理和烘干。
S3.将液体状喷涂原料使用高温枪喷涂在预处理后的基底层上，形成减磨层。
S4.对轴瓦进行喷涂后处理。
喷涂本身尺寸控制比较困难。喷涂的原料为液态，呈一定的流动性。在轴瓦表面流动，形成凹凸不平的表面。再加上喷枪的角度和力度，对轴瓦的厚薄都会产生影响。而且轴瓦不是平面的，呈半圆形，直径大小不同，更增加了尺寸控制的困难。在轴瓦行业中，除了要求良好的性能外，尺寸精度的要求也越来越高。目前，部分机型对轴瓦厚度的精度要求甚至提高到三个微米，这就要求轴瓦上面的涂层精度要求达到微米级别，因此，需要对轴瓦尺寸进行修正。
在一种实施方式中，所述喷涂后处理包括对减磨层进行固化处理、高温热处理，以及对轴瓦尺寸进行修正。
本发明的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料、轴瓦及轴瓦喷涂方法的有益效果：
1.本发明的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料创新性地采用工程高分子材料作为轴瓦的减摩层材料，拓展了轴瓦减摩层材料使用的范围。
2.本发明的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料及轴瓦的均不含铅等有毒元素，符合无铅化要求及汽车发展要求。
3.本发明的轴瓦可以根据发动机的特点和结构要求，自由选择铜镍合金或铝锡合金进行搭配使用，适用范围广。
4.本发明的轴瓦成本低、节约资源，避免了环境污染问题，且基底层与减磨层之间不需要镍栅层来防止二者之间直接接触相互扩散的问题。
5.本发明的轴瓦提高了滑动轴承的耐磨性和减摩性，耐磨性比传统的三元合金镀层提高3倍以上，比不添加石墨锡的涂层的轴瓦的抗疲劳强度提升 10％-15％，摩擦因子达到0.1以下。
6.本发明的轴瓦喷涂方法创新性地采用喷涂表面处理技术应用到轴瓦行业，扩展了喷涂表面处理技术的应用领域，也拓展了轴瓦表面处理技术的应用方法和工艺。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料，其特征在于，按重量百分比计，包括：
2.根据权利要求1所述的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料，其特征在于，按重量百分比计，包括：
3.一种轴瓦，其特征在于：包括钢背层、基底层和减磨层，所述基底层设置在所述钢背层上，所述减磨层设置在所述基底层上；
所述基底层包括铝锡合金或铜镍合金；
所述减磨层为权利要求1或2所述的轴瓦涂覆用润滑耐磨涂料在所述基底层上涂覆而成。
4.根据权利要求3所述的轴瓦，其特征在于，所述基底层为铝锡合金，按重量百分比计，所述铝锡合金包括：
铜 0.4-1.3％
锡 5-22.5％
硅 0-5％
铝为余量。
5.根据权利要求3所述的轴瓦，其特征在于，所述基底层为铜镍合金，按重量百分比计，所述铜镍合金包括：
锡 1-9％
镍 0.5-2.8％
铜为余量。
6.根据权利要求3所述的轴瓦，其特征在于，所述基底层为铜镍合金，按重量百分比计，所述铜镍合金包括：
铋 1.5-4.5％
锡 6.5-12％
铜为余量。
7.根据权利要求3-6任一项所述的轴瓦，其特征在于，所述减磨层的厚度为0.005-0.015mm。
8.一种轴瓦喷涂方法，用于制作权利要求3-7任一项所述的轴瓦，其特征在于，包括：
使用分散剂将二硫化钼、树脂或聚酰亚胺、石墨、石墨锡分散，使用有机溶剂将树脂或聚酰亚胺溶解，并搅拌分散均匀，获得液体状喷涂原料；
将基底层进行喷涂预处理；
将液体状喷涂原料使用高温枪喷涂在预处理后的基底层上，形成减磨层；
对轴瓦进行喷涂后处理。
9.根据权利要求8所述的轴瓦喷涂方法，其特征在于，所述喷涂预处理包括喷砂处理、除锈、除油、纯水漂洗、纯水超声波处理和烘干。
10.根据权利要求8所述的轴瓦喷涂方法，其特征在于，所述喷涂后处理包括对减磨层进行固化处理、高温热处理，以及对轴瓦尺寸进行修正。
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