[發(fā)明專利]一種花鍵軸表面涂覆工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310293768.8
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN104275286A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李飛
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫成博科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: B05D1/04
• 分類號: B05D1/04;B05D3/00;B05D3/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及花鍵軸的表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種花鍵軸表面涂覆工藝。

背景技術(shù)

花鍵軸是汽車、各類工程機(jī)械的轉(zhuǎn)動系、轉(zhuǎn)向系、操縱系等的關(guān)鍵零件之一。傳統(tǒng)的花鍵軸加工要求高（要求熱處理、精磨等工序），在工作時鋼件與鋼件處于直接接觸狀態(tài)，其配合間隙大、摩擦力大、易磨損，尤其是在汽車高速行駛或路況惡劣時易產(chǎn)生異響，抖動劇烈，不僅影響其使用壽命，還嚴(yán)重影響運(yùn)行時的平穩(wěn)性和舒適性。美國、法國、日本等發(fā)達(dá)國家目前已普遍運(yùn)用表面涂覆的方法來處理花鍵軸金屬表面以提高其使用壽命。我國近年來也開始了金屬材料表面處理的試驗(yàn)研究，取得了一些階段性成果，但均存在工藝復(fù)雜、成本高、耐磨性差、涂覆材料與金屬基體結(jié)合力差等缺陷。

尼龍涂層具有良好的自潤滑作用可提高滑動花鍵副的耐磨性。尼龍涂層與橡膠的結(jié)合性較好，在往復(fù)滑動過程中橡膠密封圈不易磨損，可提高傳動軸花鍵副的密封性。尼龍涂層具有良好的抗塑性變形能力，使其在重載荷情況下仍有良好的性能；最后，尼龍涂覆零件良好的加工性能，使提高其加工精度變得十分容易，進(jìn)而提高花鍵副的配合精度。

CN?101077495A涉及一種在汽車傳動軸的基體材料為碳鋼的滑動花鍵軸上涂上聚十一酰氨涂層材料的傳動軸滑動花鍵軸聚十一酰氨涂敷工藝，對零件被涂金屬表面進(jìn)行噴砂處理，將噴過砂的零件金屬表面浸入底漆中，瀝下多余底漆，對涂底漆烘干后的零件加熱到260～300℃，聚十一酰氨涂敷，冷卻固化，花鍵推塑形。

CN?1456393A提出了花鍵軸的表面尼龍涂覆工藝，首先將機(jī)加工完成后的冷拔成形花鍵軸集中備料，其工藝流程為：工件預(yù)處理-浸涂底漆-加熱-涂覆尼龍-熱水冷卻-常溫水冷卻。

現(xiàn)有技術(shù)中通過表面涂覆工藝對花鍵軸進(jìn)行處理，花鍵軸表面與涂層的結(jié)合力不足，綜合性能不夠優(yōu)良。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有問題的不足，提出了一種花鍵軸的表面涂覆工藝。

本發(fā)明結(jié)合尼龍的柔韌性與石墨等材料的導(dǎo)熱、耐磨及減摩性，采用雙槍靜電噴涂技術(shù)在汽車花鍵軸表面由內(nèi)到外涂覆尼龍1010向尼龍1010/石墨過渡的梯度材料，以期得到綜合性能優(yōu)良的梯度材料涂覆汽車花鍵軸。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種花鍵軸表面涂覆工藝，所述工藝首先在花鍵軸表面涂覆環(huán)氧樹脂粘合劑層，再涂覆梯度層；所述梯度層是由尼龍1010向尼龍1010/石墨過渡的梯度材料。

本發(fā)明所述工藝將花鍵軸表層涂層由內(nèi)向外分為粘合層和梯度層。內(nèi)層粘合層為耐高溫環(huán)氧樹脂粘合劑，其作用是防止加工過程中金屬基體在高溫下氧化，并提高梯度材料與金屬基體之間的結(jié)合力。尼龍1010分子中的大量酰胺基是一種極性極強(qiáng)的基團(tuán)，通常情況下對金屬基體附著較好，但吸水后附著力顯著降低，須選用合適的粘合層。尼龍1010熔點(diǎn)高，工件需要經(jīng)較高溫度和較長時間的預(yù)熱，環(huán)氧樹脂粘合劑可以較好地解決這個問題。這是因?yàn)榄h(huán)氧樹脂分子中有大量極性的羥基和醚鍵，與金屬基體及尼龍1010的附著力都很好，是一種良好的粘合劑。

本發(fā)明所述工藝采用雙槍靜電噴涂法涂覆梯度層；尼龍1010的噴槍出粉量為線性遞減，石墨的噴槍出粉量為線性遞增。本發(fā)明采用雙槍靜電噴涂時應(yīng)對雙槍出粉量進(jìn)行線性控制，尼龍粉的噴槍出粉量為線性遞減，而石墨的噴槍出粉量為線性遞增，這樣才能保證涂層的梯度設(shè)計(jì)。該結(jié)構(gòu)充分將石墨導(dǎo)熱性好，摩擦系數(shù)小（小于0.1），化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、堿、有機(jī)溶劑腐蝕的優(yōu)點(diǎn)及尼龍的柔韌性與粘合層的良好相容性相結(jié)合。流化床涂覆雖然較為簡單，但在花鍵軸齒底易積料，使齒頂與齒底涂層厚度相差較大，無法形成均勻涂層。靜電噴涂利用粉末荷電的特點(diǎn)使粉末均勻地涂在花鍵軸的齒頂與齒底，同時可以形成梯度涂層。而火焰噴涂從費(fèi)用及安全性上考慮不合適。

本發(fā)明所述梯度層中石墨的質(zhì)量百分比為8～20wt%，例如可選擇8.01～19.7wt%，8.5～16.7wt%，9～15wt%，9.7～13.7wt%，10.8～12wt%，11.4wt%等，優(yōu)選13～18wt%，進(jìn)一步優(yōu)選16wt%。若梯度層中石墨的含量太高，材料性脆，磨耗試驗(yàn)時容易掉片，太低則改性效果不明顯。

為了既減少汽車啟動時的剛性沖擊又延長涂層的耐久性，涂層厚度應(yīng)控制在合理范圍。若涂層太薄，涂層的耐久性不好，太厚則容易擠癟而造成缺陷。所述環(huán)氧樹脂粘合劑層和梯度層的厚度為0.2～0.5mm，例如可選擇0.22～0.49mm，0.26～0.45mm，0.29～0.41mm，0.32～0.37mm，0.35mm等，優(yōu)選為0.25～0.4mm，進(jìn)一步優(yōu)選0.3mm。