[發明專利]一種電機絕緣軸承用復合陶瓷涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110692748.2
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113549860B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 田保紅;張毅;周孟;傅麗華;劉勇;薛啟明;張志陽
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C23C4/08
• 分類號: C23C4/08;C23C4/10;C23C4/131;C23C4/134;B05D7/16
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 時亞娟

1.一種電機絕緣軸承用復合陶瓷涂層，該復合陶瓷涂層加工于環狀電機絕緣軸承內套圈的內圓周表面和外套圈的外圓周表面，其特征在于：所述的復合陶瓷涂層包括從內到外依次附著于電機絕緣軸承表面的金屬過渡層、陶瓷絕緣層和高分子封閉層，其中，金屬過渡層的厚度為0.1-0.2mm，該金屬過渡層由93wt%的Cu和7wt%的Al組成的合金通過高速電弧噴涂的方式噴涂而成，金屬過渡層在噴涂時選用的原料為直徑為1.6mm或2.0mm的Cu-7Al金屬線材；陶瓷絕緣層的厚度為0.1-1.2mm，該陶瓷絕緣層由復配原料采用大氣等離子噴涂的方式噴涂而成，所述的復配原料由混配粉末和混配粉末質量0.5%的聚乙烯醇粘結劑混合制成，混配粉末包括80-90wt%的Si₃N₄、9.5-19.8wt%的α-Al₂O₃和0.2-0.5wt%的CeO₂，高分子封閉層的厚度不超過0.05mm，該高分子封閉層的原料為有機硅改性丙烯酸樹脂漆和稀釋劑，由空氣霧化噴涂的方式噴涂而成。

2.根據權利要求1所述的一種電機絕緣軸承用復合陶瓷涂層，其特征在于：所述混配粉末的粒徑為1.0-5.0μm，且混配粉末中Si₃N₄、α-Al₂O₃和CeO₂的純度均不低于99.95%。

3.根據權利要求1所述的一種電機絕緣軸承用復合陶瓷涂層，其特征在于：所述陶瓷絕緣層的復配原料經冷凍干燥造粒后，再進行噴涂。

4.根據權利要求1所述的一種電機絕緣軸承用復合陶瓷涂層，其特征在于：所述高分子封閉層的原料中有機硅改性丙烯酸樹脂漆和稀釋劑之間的體積比為4:1。

5.一種表面加工有權利要求1所述的復合陶瓷涂層的電機絕緣軸承的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、采用水基堿性清洗劑，于70-90℃條件下，對電機絕緣軸承的軸承套圈進行浸漬處理，待軸承套圈表面完成脫脂后，將其轉置于80-120℃的干燥箱內進行烘干處理，制得表面潔凈的軸承套圈，備用；

步驟二、采用兩端帶有金屬端蓋的夾具對軸承套圈的非噴涂區域進行遮蔽保護，之后，對軸承套圈的待噴涂區域進行噴砂處理，得到局部表面粗化的軸承套圈，備用；

步驟三、采用高速電弧噴涂機，以Cu-7Al金屬線材為原料，對步驟二中已完成局部表面粗化的軸承套圈進行待噴涂區域的高速電弧噴涂處理，制得厚度為0.1-0.2mm的金屬過渡層；

步驟四、按照重量百分比，分別稱取80-90wt%的Si₃N₄、9.5-19.8wt%的α-Al₂O₃和0.2-0.5wt%的CeO₂進行混合，制得混配粉末，之后，向所得混配粉末中加入其重量0.5%的聚乙烯醇粘結劑，充分混勻后得到復配原料，對該復配原料進行冷凍干燥造粒處理，制得的顆粒狀物料，采用大氣等離子噴涂機，以制得的顆粒狀物料為原料，在步驟三金屬過渡層的表面進行大氣等離子噴涂，使金屬過渡層的表面形成厚度為0.1-1.2mm的陶瓷絕緣層；

步驟五、分別取有機硅改性丙烯酸樹脂漆和稀釋劑進行混合，制成封孔劑，采用霧化噴涂機，以制得的封孔劑為原料，在步驟四陶瓷絕緣層的表面進行空氣霧化噴涂，使陶瓷絕緣層的表面固化形成高分子封閉層；

步驟六、分別取有機硅改性丙烯酸樹脂漆和稀釋劑進行混合，制成封孔劑，采用霧化噴涂機，以制得的封孔劑為原料，在軸承套圈的環狀端面進行空氣霧化噴涂，使軸承套圈的環狀端面形成樹脂絕緣層；

步驟七、采用外圓磨床對步驟五固化形成的高分子封閉層和步驟六固化形成的樹脂絕緣層進行表面外圓研磨，使高分子封閉層的厚度不超過0.05mm，樹脂絕緣層的厚度不超過0.1mm，

步驟八、采用超聲波清洗機對步驟七制備完成的軸承套圈進行表面清洗，之后，轉置于80-120℃的干燥箱內進行烘干處理，制得干燥的軸承套圈，備用；

步驟九、采用超聲波探傷儀對步驟八制得的軸承套圈進行表面復合陶瓷涂層和樹脂絕緣層的探傷檢查，以確保其無界面開裂、內部層狀裂紋和未封閉空洞缺陷；

步驟十、按照軸承裝配標準程序，對步驟九完成探傷檢查的軸承套圈進行配件裝配，并對制得的成品軸承依次進行質量檢驗和包裝處理，即得成品電機絕緣軸承。