[發明專利]一種軸承表面防護復合涂層結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202111163209.6
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113862597A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 安云岐;晁兵;杜彬;劉陽;李權;王小七
• 申請（專利權）人: 江蘇卓奇新材料科技有限公司
• 主分類號: C23C4/02
• 分類號: C23C4/02;C23C4/06;C23C4/08
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 卓小彬

本發明公開了一種軸承表面防護復合涂層結構及其制備方法，復合涂層結構包括軸承的鋼基體、陽極金屬涂層及涂裝涂層，本發明結合軸承加工工藝，熱處理前軸承表面粗磨工序留量調整為0.01mm～0.05mm，熱處理后細磨的表面粗糙度Ra為5μm及其以上，保證噴砂處理后軸承表面具有良好的粗糙度，可與熱噴涂陽極金屬涂層有機結合，形成附著力好、防護性能優的復合涂層結構，解決了現有軸承表面熱噴涂施工存在的技術問題，本發明設計可省去傳統的終磨甚至超精工序，大幅降低其磨削成本，制備方法簡捷高效，工藝清潔環保，具有良好的經濟與社會效益。

技術領域

本發明涉及軸承產品表面防護技術，具體涉及一種軸承表面防護復合涂層結構及其制備方法，屬于屬于軸承防護技術領域。

背景技術

很多領域的軸承需要在一定暴露環境下工作，例如高鐵、風力發電機組、港口機械、石油鉆機、雷達等專用軸承，對軸承提出了耐腐蝕、耐高溫、抗氧化等要求，以保證軸承安全使用及可靠的使用壽命。為提高防腐蝕能力，現有軸承一般采用磷化、電鍍、刷漆、噴涂聚四氟乙烯等保護措施，如中國專利CN201510477992.1公開了一種風電機組變槳軸承與其防腐處理方法，在軸承內圈和外圈的表面依次噴涂有環氧富鋅底漆、環氧云鐵中間漆和氟碳面漆，通過三重防腐保護，提高變槳軸承的防腐性能；還有采用鋅加+中間漆+面漆復合體系、涂層結構總厚度0.3～0.4mm對軸承表面進行防護應用的（王仕軍、姚國棟：“防腐技術在轉盤軸承上的應用”，《軸承》，2006年第8期），上述技術實際應用一是工藝較為復雜，二是防護效果也不理想，也無法滿足現有環保生產要求。

熱噴涂技術是國內外公認的長效防護技術，中國專利CN200410060584.8公開了一種軸承表面防腐蝕處理工藝方法，在軸承的非工作面上采用熱噴涂金屬并輔以涂料保護的方法進行防腐，首先對軸承的基體表面進行清洗，然后對清洗干凈的基體表面進行噴砂處理，利用高速氧—燃氣噴槍或絲材電弧噴槍噴涂設備在噴砂處理過的軸承表面上噴涂一層金屬層，用手動砂輪機或砂布除去噴涂層表面附著的顆粒并用壓縮空氣吹干凈，最后用有機涂料對噴涂層進行封閉處理，處理過的軸承具有良好的防腐蝕作用及良好的抗紫外線功能，可以使涂層在大氣暴露中防護20年以上。現有技術表明，國內外風電領域也積極采用了上述熱噴涂防護技術，取得了較好的防護效果。但經多年發展，早期熱噴涂技術已落后，涂裝的熱噴涂涂層有效厚度一般都要求100μm及其以上，即使熱噴鋅涂層也至少50μm及其以上（《熱噴涂金屬和其他無機覆蓋層鋅、鋁及其合金》（GB/T 9793-2012））。上述一種軸承表面防腐蝕處理工藝方法中，熱噴涂涂層厚度不低于0.2mm（王黎峰,王衛東：《熱噴涂技術在軸承防腐蝕中的應用》，全面腐蝕控制 2005年03期）。另外多道油漆封閉不僅工序繁雜，且污染大，經濟及社會效益不佳。

另外隨著軸承技術的發展，尤其是高碳鉻軸承鋼制軸承及其熱處理技術的廣泛應用，現有熱噴涂防護技術越來越無法滿足現代軸承產品的防護要求，主要表現以下問題：一是現代高碳鉻軸承鋼制軸承表面硬度高，現有熱噴涂噴砂前處理技術無法形成有效的粗糙度，如高碳鉻軸承鋼材料表面硬度為229HB～269HB（GB/T 18254-2016《高碳鉻軸承鋼》），而熱處理后成品軸承的表面硬度達到55HRC～63HRC（TB∕T 2235-2016《鐵道車輛滾動軸承》），實施噴砂作業時即時采用軸承鋼砂，軸承表面的粗糙度Rz也僅有5μm～10μm，達不到25μm及其以上的涂裝基本技術要求（《涂覆涂料前鋼材表面處理噴射清理后的鋼材表面粗糙度特性第一部分：用于評定噴射清理后鋼材表面粗糙度的ISO 表面粗糙度比較樣塊的技術要求和定義》（GB/T 13288.1-2008））。二是軸承鋼基體表面噴砂處理后的粗糙度不足導致熱噴涂施工困難，如正常距離下噴涂導致涂層起皮、涂層厚度偏高時導致起皮，而噴涂距離拉長后雖然保證涂層覆蓋，但導致涂層附著力明顯下降且涂層表面粗糙等，嚴重損害了其應有的防護性能。