[發明專利]發動機低摩擦軸瓦及其制備方法

有效

• 申請號: 201610815942.4
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN106321635B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 王宏剛;任俊芳;高貴;陳生圣;楊生榮;王金清
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: F16C33/06
• 分類號: F16C33/06;F16C33/10;F16C33/12;F16C33/14;C09D179/08;C09D163/00;C09D7/61;C09D7/65;C22C9/02;C22C9/00;B22F7/02
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 周瑞華

1.發動機低摩擦軸瓦的制備方法，所述低摩擦軸瓦由背襯鋼層、耐磨合金層和低摩擦表面層復合組成；所述背襯鋼層為表面電鍍銅的低碳冷軋鋼板；所述耐磨合金層為銅、錫和鉍組成的三元銅合金，其中Cu含量為75～93 wt%、Sn含量為5～15 wt%、Bi含量為2～10wt%；所述低摩擦表面層由有機樹脂、固體潤滑劑、無機填料和有機助劑組成，其中有機樹脂的含量為50～80 wt%、固體潤滑劑的含量為15～40 wt%、無機填料的含量為1～10 wt%、有機助劑的含量為1～5 wt%；所述有機樹脂為重量比為1:1～5:1的聚酰胺-酰亞胺和環氧樹脂的混合物，其中聚酰胺-酰亞胺的數均分子量為20000～100000，環氧樹脂的環氧當量值為150～240 g/eq；

具體步驟如下：

1）背襯鋼層的制備：將低碳冷軋鋼板經過校平、脫脂、除銹、機械打磨處理，使得表面具有較強的活性，并且厚度公差控制在±0.02mm以內，然后在鋼板表面進行電鍍銅；

2）耐磨合金層的制備：將水霧化或氣霧化制備的Cu-Sn-Bi合金粉末均勻鋪覆在電鍍后的低碳鋼板表面，通過刮粉設備控制鋪覆厚度為0.8～2mm；然后利用網帶式燒結爐進行自由燒結，控制燒結溫度為830～930℃，網帶行進速度為0.2～0.6m/min，氨分解氣體保護；燒結完畢后進行軋制，軋制余量為0.6～1.6mm；然后繼續進入燒結爐中進行二次燒結，控制燒結溫度為800～900℃，網帶行進速度為0.2～0.6m/min；燒結后再次進行軋制，軋制余量為0.2～0.4mm，達到Cu-Sn-Bi合金理論密度的90%以上，然后經過校平、切料、整形、倒角、去毛刺、精鏜工序制備出壁厚公差為±0.02mm的滑動軸瓦；

3）低摩擦表面層的制備：

a. 涂料制備：將有機樹脂溶解至有機溶劑中加入有機助劑進行分散，然后加入固體潤滑劑和無機填料，在球磨機中進行機械研磨分散；

b. 預處理：將耐磨合金層表面進行噴砂、化學清洗處理以及除油脫脂，提高耐磨合金層的表面活性，具體要求表面粗糙度為0.2～0.8μm，其中最大粗糙度≤8μm；

c. 噴涂：利用帶有壓縮空氣的氣體噴槍進行噴涂，要求壓縮氣體進行除油和除水處理，控制噴涂壓力為0.1～0.5MPa，噴涂距離為10～30厘米，噴涂層厚度為10～20μm；

d. 固化：將噴涂后經過表干的軸瓦置入烘箱中進行固化處理，具體固化工藝為自由升溫至80～100℃，保溫30min，然后自由升溫至120～150℃，保溫60min，然后自由升溫至200～260℃，保溫120min，隨爐冷卻至室溫；

e. 精研：利用精密研磨機精磨涂層表面，保證涂層厚度公差為±2μm。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述背襯鋼層中電鍍銅的厚度為5～10 μm。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述低碳冷軋鋼板為Q195、Q215、Q235、Q275中的一種，屈服強度≥190MPa，抗拉強度≥320MPa，表面級別為FB。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述固體潤滑劑為聚四氟乙烯、二硫化鉬和石墨中的一種或兩種，其粒徑為≤20μm。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于所述固體潤滑劑的粒徑為5～15μm。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述無機填料為納米二氧化硅、納米氮化硅、納米三氧化二鋁中的一種，其粒徑為≤500nm。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于所述無機填料的粒徑為50～200nm。

8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述有機助劑為潤濕分散劑和流平劑中的一種，其中潤濕分散劑為低分子量不飽和多元羧酸聚合物溶液和聚硅氧烷共聚物溶液的混合物，流平劑為具有脫泡功能的丙烯酸溶液。