热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘及制备方法 |
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| 申请号 | CN201010138688.1 | 申请日 | 2010-03-30 | 公开(公告)号 | CN101806299A | 公开(公告)日 | 2010-08-18 |
| 申请人 | 浙江长盛滑动轴承有限公司; | 发明人 | 孙志华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种热固性聚酰亚胺耐磨自润滑 斜盘 及制备方法。旨在提供一种使用寿命长，能在短期内承受干摩擦的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘及制备方法。热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘是由金属基体和自润滑 耐磨涂层 组成，所述金属基体为 铁 基、铁 铜 烧结 基、铜基、 铝 基、锌基中的一种，所述金属基体是通过 机械加工 方式制成的；在金属基体两侧环形平面上涂覆有自润滑耐磨涂层，该自润滑耐磨涂层构成所述斜盘环形平面工作层；其特征在于：所述的自润滑耐磨涂层的耐磨涂料组成成份按重量百分含量包括：热固性聚酰亚胺40～65％和固体 润滑剂 35～60％。自润滑耐磨涂层的涂覆方法依次是：自润滑耐磨涂料的配制； 喷涂 ；自润滑耐磨涂层烧结。 | ||||||
| 权利要求 | 一种热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘是由金属基体和自润滑耐磨涂层组成，所述金属基体为铁基、铁铜烧结基、铜基、铝基、锌基中的一种，所述金属基体是通过机械加工方式制成的；在金属基体两侧环形平面上涂覆有自润滑耐磨涂层，该自润滑耐磨涂层构成所述斜盘环形平面工作层；其特征在于：所述的自润滑耐磨涂层的耐磨涂料组成成份按重量百分含量包括：热固性聚酰亚胺40～65％和固体润滑剂35～60％。 |
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| 说明书全文 | 热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘及制备方法技术领域背景技术[0002] 斜盘是汽车空调系统压缩机的关键部件，该斜盘设置在压缩机轴腔内的驱动轴 上，通常的斜盘是由基体和滑动接触层组成，基体采用铁基、钢基、铝基中的一种通过机械 加工制成，滑动接触层含有石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、铅、粘结剂和碳化钙或氧化铝微粒 子的硬质点，滑动接触层的厚度为20μπι〜30μπι。采用上述的技术解决方案，压缩机的斜 盘与滑履间的润滑性能得以改善，而提升滑动接触层性能是斜盘性能提升的关键要素。 [0003] 多年来业内在不断对滑动接触层进行开发研究，一代又一代新品斜盘孕育而生， 使得斜盘的性能不断提高，以满足市场的更高需求。如：日本道康宁亚洲株式会社（中国 专利公开号CN1583918A)的用于滑动件的涂料组合物，其技术方案是一种用于滑动件的涂 料组合物，含有聚酰胺酰亚胺树脂和固体润滑剂，并通过混合这些成份制备，由用于滑动件 的涂料组合物制成的滑动膜具有令人满意的滑动性能，该方案的特点是一种新型的无铅配 方。又如日本株式会社丰田自动织机（中国专利公开号CN1401898A)的滑动部件和压缩 机，其技术方案是在作为压缩机的滑动部件的斜盘和滑履上形成一含有固态润滑剂热塑性 聚酰亚胺涂层。热塑性聚酰亚胺是一种热塑性树脂，对于该固态润滑剂可以采用聚四氟乙 烯，因此可以获得一种压缩机，该压缩机包括滑动特性得到改善的滑动部件。以上两种技术 方案制成的斜盘对比前期的斜盘，在技术性能上都有所提高，但在进行干摩擦试验中还是 出现了问题。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种使用寿命长，能在短期内承受干摩擦的热固性聚酰亚胺 耐磨自润滑斜盘及制备方法。 [0005] 本发明解决上述问题采用的技术方案是：是由金属基体和自润滑耐磨涂层组成， 所述金属基体为铁基、铁铜烧结基、铜基、铝基、锌基中的一种，所述金属基体是通过机械加 工方式制成的；在金属基体两侧环形平面上涂覆有自润滑耐磨涂层，该自润滑耐磨涂层构 成所述斜盘环形平面工作层；其特征在于：所述的自润滑耐磨涂层的耐磨涂料组成成份按 重量百分含量包括：热固性聚酰亚胺40〜65%和固体润滑剂35〜60%。所述的固体润滑 剂是二硫化钼、聚四氟乙烯、石墨中的一种或两种或三种混合使用。固体润滑剂的平均粒径 优选不大于15 μ m。本发明的自润滑耐磨涂料中还可加入占总质量百分比0. 1〜的摩 擦调节剂，所述的摩擦调节剂是指Cr02、Si02、AI203、ZnO、SiC、Si3N4的一种也可是它们中的 任何几种混合物。摩擦调节剂的加入极大的提高了斜盘的耐磨损性和抗咬合性。 [0006] 本发明所述的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘的生产工艺，其中自润滑耐磨涂层 的涂覆方法依次是：[0007] 1、自润滑耐磨涂料的配制：①按以上自润滑耐磨涂料配比；②配制室环境温湿 度：温度20°C〜25°C，湿度50%以下；③混合搅拌：用溶剂N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，加入 热固性聚酰亚胺、固体润滑剂，有摩擦调节剂的加摩擦调节剂配置成涂料混合物充分搅拌 2〜4h，以无明显气泡为度； [0008] 2、喷涂：①喷涂室环境温湿度，温度20°C〜25°C，湿度50%以下；②涂层表面均勻 无漏喷区域及气泡； [0009] 3、自润滑耐磨涂层烧结：烘箱炉初设温度50°C左右，斜盘单面干燥加温以50°C、 IOh线性升温至300°C后停止加热，自然冷却后出炉后进行第二面喷涂。对斜盘进行第二面 干燥加温50°C、IOh线性升温至300°C后，保温Ih后，再300°C、Ih线性升温到380°C后保温 lh，停止加热自然冷却出炉； [0010] 4、对耐磨涂层精加工：车、磨加工耐磨涂层，加工后的自润滑耐磨涂层的单面厚度 控制在20 μ m〜30 μ m，两侧环形平面的平行度< 8 μ m。 [0011] 本发明的滑动接触层的基体是热固性聚酰亚胺，它是一种热固性树脂，热固性树 脂与热塑性树脂的区别在于：热固性树脂在受热后会固化，而不能再熔融和不能再成型加 工，结构稳定。而热塑性树脂在受热后会熔融、变形，冷却时才会固化；从化学上讲热固性 树脂在成型加工时发生交联反应，生成固定的分子网络结构。热塑性树脂在高温下加工时 不发生任何化学反应，聚合物分子仍保持线型长链。热固性聚酰亚胺具有出色的力学性能， 优良的耐燃性、耐磨性、耐溶剂性、耐高温，更突出是高性能复合的重要树脂基体。与玻璃纤 维、碳纤维、硼纤维（及其织物）增强的层压结构的复合材料，用于制造宇航器、飞机等部 件。 [0012] 本发明以热固性聚酰亚胺树脂为基体，添加石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯的固体润 滑剂填充物，制成自润滑耐磨剂涂在斜盘金属基体两侧环形平面上，经高温加热后固化，能 使固体润滑剂牢固地保留在热固性聚酰亚胺的树脂涂层中，该树脂涂层在高温下有好的抗 咬合性和最初适应性，以及足够的耐久性和耐热性。更适合制成自润滑斜盘，它与用热塑性 聚酰亚胺作涂层材料比较具有更明显的耐高温和耐磨损性能，具有很好的耐磨损性和附着 性，在技术性能和使用寿命上均有显著改善或提高。 [0013] 本发明的优点是： [0014] 1、采用热固性聚酰亚胺为基体材料，再加入固体润滑剂和摩擦调节剂制成的树脂 涂层斜盘，其性能超越以热固性聚酰胺亚胺、热塑性聚酰胺亚胺、热塑性聚酰亚胺为基体材 料制成的斜盘。 [0015] 2、树脂涂层不含铅。 [0017] 图1是热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘的剖面示意图； [0018] 图2是摩擦磨损试验示意图； [0019] 图3是实施例1的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘测试后的状态图； [0020] 图4是比较例1热固性聚酰胺亚胺自润滑斜盘测试后的状态图； [0021] 图5是比较例2热塑性聚酰胺亚胺自润滑斜盘测试后的状态图；[0022] 图6是比较例3热塑性聚酰亚胺自润滑斜盘测试后的状态图。 [0023] 图中：1、斜盘；2、金属基体；3、自润滑磨涂层；4、专用的摩擦、磨损试验设备；5、半钢球。 具体实施方式[0024] 下面结合附图和实施例、比较例，对本发明作进一步说明。 [0025] 本发明的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘1是由金属基体2和自润滑耐磨涂层3 组成，所述金属基体2为铁基、铁铜烧结基、铜基、铝基、锌基中的一种，所述金属基体2是通 过机械加工方式制成的；为增加金属基体2和自润滑耐磨涂层3的结合强度，金属基体2需 通过磷化处理或喷砂和磷化表面处理工艺。在金属基体2两侧环形平面上涂覆有自润滑耐 磨涂层3，该自润滑耐磨涂层3构成所述斜盘1环形平面工作层；所述的自润滑耐磨涂层3 的耐磨涂料组成成份按重量百分含量包括：热固性聚酰亚胺40〜65%和固体润滑剂35〜 60%。其中固体润滑剂选用二硫化钼（MoS2)、聚四氟乙烯（PTFE)、石墨材料中的至少一种 或两种或三种混合。固体润滑剂的平均粒径不大于15 μ m，特别是0.2〜10 μ m。在自润滑 耐磨涂层3的组成成份中按重量百分含量还有0. 1〜的摩擦调节剂。所述的摩擦调节 剂是指CrO2、Si02、A1203、ZnO、SiC、Si3N4中的一种或是它们中的任何几种混合物。 [0026] 热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘1的生产工艺，其中自润滑耐磨涂层3的涂覆方 法依次是： [0027] (1)、自润滑耐磨涂料的配制：①按以上自润滑耐磨涂料配比；②配制室环境温湿 度：温度20°C〜25°C，湿度50%以下；③混合搅拌：用溶剂N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，加入 热固性聚酰亚胺、固体润滑剂，有摩擦调节剂的加摩擦调节剂配置成涂料混合物充分搅拌 2〜4h，以无明显气泡为度； [0028] (2)、喷涂：①喷涂室环境温湿度，温度20°C〜25°C，湿度50%以下；②用涂装机对 斜盘喷涂表面喷涂，涂层表面均勻无漏喷区域及气泡； [0029] (3)、自润滑耐磨涂层烧结：烘箱炉初设温度50°C左右，斜盘单面干燥加温以 50°C、10h线性升温至300°C后停止加热，自然冷却后出炉后进行第二面喷涂；对斜盘进行 第二面干燥加温50°C、IOh线性升温至300°C后，保温Ih后，再300°C、Ih线性升温到380°C 后保温lh，停止加热自然冷却出炉。 [0030] 还可将金属基体2表面在喷涂工序前通过磷化处理或喷砂和磷化处理。在金属基 体2两侧环形平面上的自润滑耐磨涂层3烧结后最终进行精密加工，加工后的自润滑耐磨 涂层3的单面厚度控制在20 μ m〜30 μ m，两侧环形平面的平行度< 8 μ m。 [0031] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应这样理解下面的实施例，这些实施例 仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明的具体条件的试验方 法，通常按照常规条件。除非另有说明，所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。 [0032] | ||||||
