[發(fā)明專利]一種在銅基軸瓦上制備固體潤(rùn)滑涂層的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210498063.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN103849311A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易戈文;賈均紅;張曉亮;張克金;米新艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C09D179/08
• 分類號(hào): C09D179/08;C09D127/18;C09D7/12;C10M169/04
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 方曉佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在銅基軸瓦上制備固體潤(rùn)滑涂層的方法，屬于復(fù)合材料制備及涂層技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

軸瓦是滑動(dòng)軸承和軸接觸的部分，滑動(dòng)軸承工作時(shí)，軸瓦與轉(zhuǎn)軸之間存在直接和間接摩擦狀態(tài)，因啟停工況下潤(rùn)滑不良、負(fù)荷過大、溫度過高、潤(rùn)滑油存在雜質(zhì)或黏度異常等因素造成燒瓦、磨損增大和滑動(dòng)軸承的損壞，從而要求軸瓦具有良好的自潤(rùn)滑和耐磨性能。傳統(tǒng)的鋼背+銅合金層+鍍層結(jié)構(gòu)的三金屬軸瓦的缺點(diǎn)是其軟覆層耐磨性不足，覆層一旦被損傷，硬的中間鎳柵層會(huì)導(dǎo)致軸瓦很快失去應(yīng)急運(yùn)行能力。因此須尋找新的固體潤(rùn)滑涂層技術(shù)和性能優(yōu)良的耐磨材料以改善傳統(tǒng)軸瓦軸承材料的耐磨、承載性能及適應(yīng)性，提高軸瓦使用壽命，以滿足先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)快速發(fā)展的迫切需求。

近幾年，研發(fā)新型發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦用自潤(rùn)滑固體潤(rùn)滑材料，提高軸瓦承載能力、耐磨性和服役性能，成為世界各大軸瓦公司發(fā)展發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦新技術(shù)的重點(diǎn)。如奧地利Miba公司開發(fā)出基于MoS₂和石墨為固體潤(rùn)滑劑的聚合物涂層，施涂于銅基材料軸瓦表面，有效解決了發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦的起-停磨損。但由于商業(yè)信息保密及資金、技術(shù)投入等原因，國(guó)際上很少公開發(fā)表與此相關(guān)的最新研究結(jié)果。我國(guó)同類產(chǎn)品的研發(fā)還處于開始階段，CN?101629601B公開了一種高分子耐磨軸瓦，涉及到由聚酰胺酰亞胺復(fù)合聚酯和二硫化鉬組成的金屬軸瓦用高分子耐磨層，使軸瓦的使用壽命有所提高，但該發(fā)明專利更側(cè)重于軸瓦金屬層的配方設(shè)計(jì)和制備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在銅基軸瓦上制備固體潤(rùn)滑涂層的方法，解決傳統(tǒng)銅基金屬軸瓦的潤(rùn)滑性能不理想、存在粘銅和耐磨性不足等問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案：

本發(fā)明通過在銅基軸瓦表面制備含固體潤(rùn)滑相的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合涂層，使金屬之間的摩擦接觸改變成金屬和聚合物基固體潤(rùn)滑材料之間的摩擦接觸，有效減少了銅基軸瓦的磨損，提高軸瓦應(yīng)急運(yùn)行能力和使用壽命。我們制備了一種適宜的涂料，將其涂敷在銅基軸瓦表面，固化形成具有良好結(jié)合力的潤(rùn)滑涂層。

一種在銅基軸瓦上制備固體潤(rùn)滑涂層的方法，其特征在于該方法包括：

A、涂料質(zhì)量百分比組成：二硫化鉬3.0-9.0%、石墨0-3.0%、六方氮化硼0.5-3.0%、三氟化鈰0.1-2.0%、三氧化二銻2.0-5.0%、聚酰胺酰亞胺5.0-20.0%、聚四氟乙烯0-5.0%、有機(jī)硅樹脂0.1-1.0%以及有機(jī)溶劑余量；

B、固體潤(rùn)滑涂層的制備方法：將二硫化鉬、石墨、六方氮化硼、三氟化鈰、三氧化二銻、有機(jī)硅樹脂和部分有機(jī)溶劑的混合物進(jìn)行研磨分散，加入聚酰胺酰亞胺、聚四氟乙烯以及余量有機(jī)溶劑，攪拌均勻得到涂料；再用噴槍將涂料噴涂在金屬軸瓦的銅基底表面，靜置10-30分鐘表干后在280±10℃下固化2-3小時(shí)，冷卻到室溫，得到銅基軸瓦用固體潤(rùn)滑涂層。

本發(fā)明所述的有機(jī)溶劑由二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯酮和二甲基甲酰胺中的任意一種，和芳烴溶劑、丙酮、醋酸乙酯、乙酰苯胺、二氯甲烷中的一種組成。

本發(fā)明所述的二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯酮或二甲基甲酰胺與芳烴溶劑、丙酮、醋酸乙酯、乙酰苯胺或二氯甲烷中的重量比為0.6-4:1。

本發(fā)明所述的二硫化鉬、石墨、六方氮化硼、三氟化鈰、三氧化二銻組分，均為顆粒度小于?30um的粉體。

本發(fā)明所述的有機(jī)硅樹脂，為硅含量大于等于50wt%的液體。

本發(fā)明所述的聚酰胺酰亞胺為固體粉末。

本發(fā)明的在銅基軸瓦上制備固體潤(rùn)滑涂層的主要指標(biāo)及國(guó)外(Miba公司)同類產(chǎn)品對(duì)比如表1：?

表1

從表1看出，在油潤(rùn)滑狀態(tài)下，本發(fā)明銅基軸瓦用固體潤(rùn)滑涂層的潤(rùn)滑性能均優(yōu)于Miba公司同類產(chǎn)品，而干摩擦條件下兩者相當(dāng)。

本發(fā)明在銅基軸瓦表面制備的固體潤(rùn)滑涂層與銅合金基底具有良好結(jié)合力，能在260℃以下長(zhǎng)期使用；該涂層具有良好潤(rùn)滑性和抗磨性能，顯著降低銅合金層的摩擦系數(shù)，解決傳統(tǒng)銅基軸瓦的耐磨性不足和粘銅、燒瓦現(xiàn)象等問題，提高銅基軸瓦在無油或缺油狀態(tài)下的潤(rùn)滑、耐磨及服役性能，滿足高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的更新?lián)Q代要求。

本發(fā)明在銅基軸瓦上制備固體潤(rùn)滑涂層，適用于長(zhǎng)期使用溫度≤260℃的各種金屬軸瓦銅基底表面的潤(rùn)滑和磨損降低，如用于汽車、飛機(jī)、輪船和機(jī)械設(shè)備上支撐滑動(dòng)軸承的金屬軸瓦銅基底表面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明要求的保護(hù)范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。

實(shí)施例1