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一种轮胎模具减摩板及其制造工艺

阅读:643发布:2020-05-11

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1.一种轮胎模具减摩板的制造工艺,其特征在于,所述制造工艺的步骤如下:
(1)将熔覆粉末均匀涂覆在金属基体待处理面上;
(2)采用激光扫描处理技术,对金属基体待处理面上的熔覆粉末进行激光处理;
(3)采用涂覆工艺对步骤(2)中激光扫描处理后的金属基体待处理面进行涂覆,得到涂覆层;
(4)采用激光扫描处理技术,对步骤(3)中的涂覆层进行激光处理;
所述金属基体的材质为45号
所述熔覆粉末包含:粉、硫化铁粉、钼铁粉、钨铁粉和粘合剂;且所述铁粉、硫化铁粉、钼铁粉、钨铁粉的重量比为1∶2∶4∶2;
所述粘合剂选自季戊四醇松香酯、氢化松香酯和石蜡,且三者重量比为1∶1∶1;所述铁粉和粘合剂的重量比为1∶1;
所述步骤(2)中激光处理的具体步骤如下:
a)调节激光功率为100W-5KW,光斑直径为0.1mm-6mm,扫描速度为800-1500mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对金属基体待处理面进行激光扫描一次,得到预处理金属基体;
b)将步骤a)中的预处理金属基体放在氢气氛围下,调节激光功率为200W-10KW,光斑直径为0.1mm-6mm,扫描速度为800-1500mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对预处理金属基体进行激光扫描一次,即可制备得到二次处理后的金属基体;
所述涂覆层的制备原料,按照重量份,包含50重量份丙烯酸酯预聚物、50重量份环树脂预聚物、0.2重量份三芳基碘鎓盐,0.3重量份2-卞基-2-二甲基-1-(4-玛琳苯基)-1-丁、5重量份环氧丙烯酸酯(EA)、4重量份季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、2重量份石墨、0.5重量份流平剂和1重量份消泡剂;
所述丙烯酸酯预聚物的制备方法如下:
S1.将5-羟基色醇、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯分别溶于二甲基亚砜中,得到5-羟基色醇溶液和二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯溶液;将5-羟基色醇溶液加入到三口圆底烧瓶中,并加入催化剂二月桂酸二丁基,在氮气保护下,升温到80℃,再加入二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯溶液,冷凝回流,反应6h,得到产物1;在干燥三口烧瓶中,加入甘油在110℃下抽真空0.5~1h,降温至40~60℃,加入二甲苯后,再加入产物1,升温至80℃,反应3~
5h,冷却至室温,过滤、干燥后得到聚氨酯预聚物;
S2.在反应器中加入1份十二烷基硫酸钠、12份去离子水和0.15份酸氢钠,强烈搅拌充分溶解;然后将68份丙烯酸酯单体、2份丙烯酸锌、1.5份聚氨酯预聚物搅拌均匀得到混合溶液A;0.5份过硫酸用10g去离子水充分溶解;水浴升温至78~80℃,将混合溶液A与过硫酸钾溶液分次缓慢加入到反应体系中,搅拌反应3h;反应结束后降至室温,用氨水调节pH至
7~8,过滤出料,即得到聚氨酯改性丙烯酸酯预聚物;
甘油和产物1的摩尔比为:1∶1.3;所述5-羟基色醇与二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的摩尔比为1.3∶1;
所述环氧树脂预聚物的制备方法如下:
1)采用超支化羟基聚酯和六氢邻苯二甲酸酐按照羟基和酸酐的摩尔比1∶8的比例,在
120℃温度下,在惰性气体保护下反应,超支化羟基聚合物的羟基进行酸酐酯化,形成含有羧基官能团的羧基化超支化羟基聚合物;
2)将步骤1合成的羧基化超支化羟基聚合物和环戊二烯环氧树脂按照羧基官能团和环氧官能团的摩尔比约1∶2的比例,在30℃温度下进行反应,惰性气体保护下反应,得到环氧树脂预聚物。
2.权利要求1所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,其特征在于,所述步骤a)中的激光功率为1KW,光斑直径为3mm,扫描速度为1000mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
3.权利要求1所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,其特征在于,所述步骤b)中的激光功率为10KW,光斑直径为5mm,扫描速度为1400mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
4.一种轮胎模具减摩板,其由权利要求1-3中任一项权利要求所述的制造工艺制备得到。

说明书全文

一种轮胎模具减摩板及其制造工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种减摩板及其制造工艺,特别涉及橡胶轮胎模具制造行业中的减摩板及其制造工艺。技术背景
[0002] 在橡胶轮胎模具制造行业中,单面及多面减摩板是生产轮胎模具的主要部件。它在工作中不但要承受较大的外作用,还要具有良好的自润滑性能和较小的摩擦系数,以保证其较长的使用寿命。传统的减摩板通常由锰板制作而成,锰钢板的金相组织结构粗糙,润滑性和耐磨性欠佳,增大了模具在开闭过程中的受力,使减摩板的使用寿命大大降低,因而需要经常使用机油润滑,而橡胶轮胎的生产中最忌讳油类制品的使用。在采用Q235钢加电膜处理的工艺后,其性能和寿命有所改进,但因电镀铜膜的厚度有限(通常小于10微米),不足以大幅度改进减摩材料与钢制基板间的结合性能;单方面提高镀铜膜厚度,又容易出现氢气聚集导致镀铜膜鼓泡等问题。常规的解决办法是在减摩板的表面添加有低摩擦系数的物质,例如石墨等,但是石墨和减摩板的基材之间存在相容性的问题,因此往往需要添加更多的物质来解决此类问题。
[0003] 因此,研制一种具有摩擦系数低,使用寿命长、耐磨性能高的轮胎模具减磨板一直是国内外急待解决的新课题。

发明内容

[0004] 本发明提供一种轮胎模具减摩板的制造工艺,所述制造工艺的步骤如下:
[0005] (1)将溶覆粉末均匀涂覆在金属基体待处理面上;
[0006] (2)采用激光扫描处理技术,对金属基体待处理面上的熔覆粉末进行激光处理;
[0007] (3)采用涂覆工艺对步骤(2)中激光扫描处理后的金属基体待处理面进行涂覆,得到涂覆层;
[0008] (4)采用激光扫描处理技术,对步骤(3)中的涂覆层进行激光处理。
[0009] 作为本发明的一种实施方式,所述金属基体的材质为45号钢。
[0010] 作为本发明的一种实施方式,所述熔覆粉末至少包含:粉、硫化铁粉、钼铁粉和粘合剂
[0011] 作为本发明的一种实施方式,所述熔覆粉末还包含钨铁粉。
[0012] 作为本发明的一种实施方式,所述步骤(2)中激光处理的具体步骤如下:
[0013] a)调节激光功率为100W-5KW,光斑直径为0.1mm-6mm,扫描速度为800-1500mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对金属基体待处理面进行激光扫描一次,得到预处理金属基体;
[0014] b)将步骤a)中的预处理金属基体放在氢气氛围下,调节激光功率为200W-10KW,光斑直径为0.1mm-6mm,扫描速度为800-1500mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对预处理金属基体进行激光扫描一次,即可制备得到二次处理后的金属基体。
[0015] 作为本发明的一种实施方式,所述步骤a)中的激光功率为1KW,光斑直径为3mm,扫描速度为1000mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
[0016] 作为本发明的一种实施方式,所述步骤b)中的激光功率为10KW,光斑直径为5mm,扫描速度为1400mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
[0017] 作为本发明的一种实施方式,所述铁粉、硫化铁粉、钼铁粉的重量份比为1:(1-3):(1-6)。
[0018] 作为本发明的一种实施方式,所述铁粉、硫化铁粉、钼铁粉的重量份比为1:2:4。
[0019] 本发明的第二方面提供一种轮胎模具减摩板,其由上述的制造工艺制备得到。
[0020] 有益效果:
[0021] 本发明采用独特的轮胎模具减摩板的制造工艺,使得制备得到的减摩板具备优异的耐磨、减摩性能;且所述减摩板具备很高的强度,同时使用寿命长,可自修复破损地方。

具体实施方式

[0022] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。
[0023] 如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0024] 连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0025] 当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0026] 单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0027] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0028] 此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。
[0029] “聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。
[0030] “共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合四或更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
[0031] 本发明提供一种轮胎模具减摩板的制造工艺,所述制造工艺的步骤如下:
[0032] (1)将熔覆粉末均匀涂覆在金属基体待处理面上;
[0033] (2)采用激光扫描处理技术,对金属基体待处理面上的熔覆粉末进行激光处理;
[0034] (3)采用涂覆工艺对步骤(2)中激光扫描处理后的金属基体待处理面进行涂覆,得到涂覆层;
[0035] (4)采用激光扫描处理技术,对步骤(3)中的涂覆层进行激光处理。
[0036] 上述步骤(1)中,
[0037] 所述金属基体的材质为45号钢。
[0038] 作为本发明的一种实施方式,所述熔覆粉末至少包含:铁粉、硫化铁粉、钼铁粉和粘合剂。
[0039] 作为本发明的一种实施方式,所述熔覆粉末还包含钨铁粉。
[0040] 作为本发明的一种实施方式,所述铁粉、硫化铁粉、钼铁粉、钨铁粉的重量份比为1:(1-3):(1-6):(0-3)。
[0041] 作为本发明的一种优选方式,所述铁粉、硫化铁粉、钼铁粉、钨铁粉的重量比为1:2:4:2。
[0042] 作为本发明的一种实施方式,所述粘合剂选自季戊四醇松香酯、氢化松香酯、石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种。
[0043] 作为本发明的一种优选方式,所述粘合剂选自季戊四醇松香酯、氢化松香酯和石蜡,且三者重量比为1:1:1。
[0044] 作为本发明的一种实施方式,所述铁粉和粘合剂的重量比为1:1。
[0045] 本发明所述熔覆粉末在涂覆在金属基体待处理面上之前,在快速搅拌下搅拌均匀,然后均匀的涂覆在金属基体待处理面上。
[0046] 上述步骤(2)中,采用激光扫描处理技术,对熔覆粉末进行激光处理。熔覆粉末在激光的作用下升温、熔融、发生化学反应、冷却、固化
[0047] 作为本发明的一种实施方式,所述步骤(2)中激光处理的具体步骤如下:
[0048] a)调节激光功率为100W-5KW,光斑直径为0.1mm-6mm,扫描速度为800-1500mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对金属基体待处理面进行激光扫描一次,得到预处理金属基体;
[0049] b)将步骤a)中的预处理金属基体放在氢气氛围下,调节激光功率为200W-10KW,光斑直径为0.1mm-6mm,扫描速度为800-1500mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对预处理金属基体进行激光扫描一次,即可制备得到二次处理后的金属基体。
[0050] 作为本发明的一种实施方式,所述步骤a)中的激光功率为1KW,光斑直径为3mm,扫描速度为1000mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
[0051] 作为本发明的一种实施方式,所述步骤b)中的激光功率为10KW,光斑直径为5mm,扫描速度为1400mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
[0052] 第一次的激光处理,使得熔覆粉末之间发生化学作用,且粘合剂加热熔融,再固化,可以对最终的金属基体形成贴合的减摩层。所述铁粉、硫化铁粉、钼铁粉和钨铁粉之间会在第一次作用下制备得到硫化钼、硫化钨、以及钨掺杂改性的硫化钼。
[0053] 第二次的激光处理,通过调节合适的激光条件,其在氢气调节,使得制备得到的硫化钼、硫化钨、以及钨掺杂改性的硫化钼在经过第二次的激光处理后,其存在形式变为纳米管结构,增加了减摩板的减摩作用。
[0054] 步骤(2)中的激光类型为Nd:YAG。
[0055] 上述步骤(3)中,
[0056] 所述涂覆层的制备原料包含丙烯酸酯预聚物、环树脂预聚物、三芳基碘鎓盐,2-卞基-2-二甲基-1-(4-玛琳苯基)-1-丁、环氧丙烯酸酯(EA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、石墨、流平剂和消泡剂。
[0057] 本发明中,所述流平剂并没有特别的限制,可以为市售的任何一个牌号的流平剂。
[0058] 在一种优选的实施方式中,所述流平剂选自:聚氧烷流平剂、氟类流平剂中的任意一种或两种的组合。
[0059] 所述聚硅氧烷流平剂可以列举的有:聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷等。
[0060] 作为本发明的一种优选方式,所述流平剂选自聚二甲基硅氧烷。
[0061] 本发明中,所述的消泡剂主要是在体系中起到消泡的作用效果。本发明中,所使用的消泡剂并没有特别的限制,可以列举的有:有机硅氧烷消泡剂、聚醚消泡剂、聚醚改性的有机硅消泡剂等。
[0062] 在一种优选的实施方式中,所述消泡剂选自:聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷中的任意一种或几种的混合。
[0063] 作为本发明的一种优选方式,所述消泡剂选自十七氟癸基三甲氧基硅烷。
[0064] 石墨:本发明中所述石墨购买自阿拉丁。
[0065] 本发明中,所述涂覆层的制备原料,按照重量份,包含50重量份丙烯酸酯预聚物、50重量份环氧树脂预聚物、0.2重量份三芳基碘鎓盐,0.3重量份2-卞基-2-二甲氨基-1-(4-玛琳苯基)-1-丁酮、5重量份环氧丙烯酸酯(EA)、4重量份季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、2重量份石墨、0.5重量份流平剂和1重量份消泡剂。
[0066] 所述丙烯酸酯预聚物的制备方法如下:
[0067] 1、将5-羟基色醇、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯分别溶于二甲基亚砜中,得到5-羟基色醇溶液和二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯溶液;将5-羟基色醇溶液加入到三口圆底烧瓶中,并加入催化剂二月桂酸二丁基,在氮气保护下,升温到80℃,再加入二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯溶液,冷凝回流,反应6h,得到产物1;在干燥三口烧瓶中,加入甘油在110℃下抽真空0.5~1h,降温至40~60℃,加入二甲苯后,再加入产物1,升温至80℃,反应3~5h,冷却至室温,过滤、干燥后得到聚氨酯预聚物;
[0068] 2、在反应器中加入1份十二烷基硫酸钠、12份去离子水和0.15份酸氢钠,强烈搅拌充分溶解;然后将68份丙烯酸酯单体、2份丙烯酸锌、1.5份聚氨酯预聚物搅拌均匀得到混合溶液A;0.5份过硫酸用10g去离子水充分溶解;水浴升温至78~80℃,将混合溶液A与过硫酸钾溶液分次缓慢加入到反应体系中,搅拌反应3h;反应结束后降至室温,用氨水调节pH至7~8,过滤出料,即得到聚氨酯改性丙烯酸酯预聚物。
[0069] 甘油和产物1的摩尔比为:1:1.3;所述5-羟基色醇与二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的摩尔比为1.3:1。
[0070] 所述环氧树脂预聚物的制备方法如下:
[0071] 本发明中所述环氧树脂预聚物的制备方法如下:
[0072] 1、采用超支化羟基聚酯和六氢邻苯二甲酸酐按照羟基和酸酐的摩尔比1:8的比例,在120℃温度下,在惰性气体保护下反应,超支化羟基聚合物的羟基进行酸酐酯化,形成含有羧基官能团的羧基化超支化羟基聚合物;
[0073] 2、将步骤1合成的羧基化超支化羟基聚合物和环戊二烯环氧树脂按照羧基官能团和环氧官能团的摩尔比约1:2的比例,在30℃温度下进行反应,惰性气体保护下反应,得到环氧树脂预聚物。
[0074] 本实施例中,所述超支化羟基聚酯购买自武汉超支化树脂有限公司的型号为HyPer H10系列H103产品。
[0075] 本发明中,所述涂覆工艺为等离子喷涂工艺,具体过程为:采用等离子喷涂设备将涂覆层的制备原料喷涂于步骤(2)中激光扫描处理后的金属基体待处理面,自然冷却至室温后得到涂覆层,所述等离子喷涂设备的工作电流为600-800A,工作电压为25-35V,氩气流量为0.5-1L/s,载气流量为0.1-0.2L/s,送粉率为3-5g/min,喷涂距离为90-110mm,喷枪移动速度为350-450mm/s。
[0076] 步骤(4)中,所述激光的类型为He-Cd激光器
[0077] 调节激光功率为10KW,光斑直径为2mm,扫描速度为900mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
[0078] 本发明的第二方面提供一种轮胎模具减摩板,其由上述轮胎模具减摩板的制造工艺制备得到。
[0079] 机理解释:本发明选用特殊的引发剂和稀释剂,在特定的激光条件下制备得到的轮胎模具减摩板具备优异的减摩性能、抗摩擦性能和自修复性能。常规选用官能度高的稀释剂存在收缩率较大的缺点,因此在使用过程会优选低官能度的稀释剂。本发明利用收缩率大的优势,制备得到可自修复的轮胎模具减摩板,其在使用过程中具备优异的减摩性能。
[0080] 实施方式1:本实施方式提供一种轮胎模具减摩板的制造工艺,所述制造工艺的步骤如下:
[0081] (1)将熔覆粉末均匀涂覆在金属基体待处理面上;
[0082] (2)采用激光扫描处理技术,对金属基体待处理面上的熔覆粉末进行激光处理;
[0083] (3)采用涂覆工艺对步骤(2)中激光扫描处理后的金属基体待处理面进行涂覆,得到涂覆层;
[0084] (4)采用激光扫描处理技术,对步骤(3)中的涂覆层进行激光处理。
[0085] 实施方式2:实施方式1所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,所述金属基体的材质为45号钢。
[0086] 实施方式3:实施方式1所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,所述熔覆粉末至少包含:铁粉、硫化铁粉、钼铁粉和粘合剂。
[0087] 实施方式4:实施方式3所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,所述熔覆粉末还包含钨铁粉。
[0088] 实施方式5:实施方式1所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,所述步骤(2)中激光处理的具体步骤如下:
[0089] a)调节激光功率为100W-5KW,光斑直径为0.1mm-6mm,扫描速度为800-1500mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对金属基体待处理面进行激光扫描一次,得到预处理金属基体;
[0090] b)将步骤a)中的预处理金属基体放在氢气氛围下,调节激光功率为200W-10KW,光斑直径为0.1mm-6mm,扫描速度为800-1500mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对预处理金属基体进行激光扫描一次,即可制备得到二次处理后的金属基体。
[0091] 实施方式6:实施方式1所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,所述步骤a)中的激光功率为1KW,光斑直径为3mm,扫描速度为1000mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
[0092] 实施方式7:实施方式1所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,所述步骤b)中的激光功率为10KW,光斑直径为5mm,扫描速度为1400mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
[0093] 实施方式8:实施方式3所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,所述铁粉、硫化铁粉、钼铁粉的重量份比为1:(1-3):(1-6)。
[0094] 实施方式9:实施方式3所述的轮胎模具减摩板的制造工艺,所述铁粉、硫化铁粉、钼铁粉的重量份比为1:2:4。
[0095] 实施方式10:本实施方式提供一种轮胎模具减摩板,其由实施方式1-9中任一项权利要求所述的制造工艺制备得到。
[0096] 下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
[0097] 另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的。
[0098] 实施例1:本实施例提供一种轮胎模具减摩板的制造工艺,所述制造工艺的步骤如下:
[0099] (1)将熔覆粉末均匀涂覆在金属基体待处理面上;
[0100] (2)采用激光扫描处理技术,对金属基体待处理面上的熔覆粉末进行激光处理;
[0101] (3)采用涂覆工艺对步骤(2)中激光扫描处理后的金属基体待处理面进行涂覆,得到涂覆层;
[0102] (4)采用激光扫描处理技术,对步骤(3)中的涂覆层进行激光处理。
[0103] 上述步骤(1)中,
[0104] 所述金属基体的材质为45号钢。
[0105] 所述熔覆粉末包含:铁粉、硫化铁粉、钼铁粉、钨铁粉和粘合剂。
[0106] 所述铁粉、硫化铁粉、钼铁粉、钨铁粉的重量比为1:2:4:2。
[0107] 所述粘合剂选自季戊四醇松香酯、氢化松香酯和石蜡,且三者重量比为1:1:1。
[0108] 所述铁粉和粘合剂的重量比为1:1。
[0109] 所述步骤(2)中激光处理的具体步骤如下:
[0110] a)调节激光功率为1KW,光斑直径为3mm,扫描速度为1000mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对金属基体待处理面进行激光扫描一次,得到预处理金属基体;
[0111] b)将步骤a)中的预处理金属基体放在氢气氛围下,调节激光功率为10KW,光斑直径为5mm,扫描速度为1400mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对预处理金属基体进行激光扫描一次,即可制备得到二次处理后的金属基体。
[0112] 步骤(2)中的激光类型为Nd:YAG。
[0113] 步骤(3)中,
[0114] 所述涂覆层的制备原料,按照重量份,包含50重量份丙烯酸酯预聚物、50重量份环氧树脂预聚物、0.2重量份三芳基碘鎓盐,0.3重量份2-卞基-2-二甲氨基-1-(4-玛琳苯基)-1-丁酮、5重量份环氧丙烯酸酯(EA)、4重量份季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、2重量份石墨、
0.5重量份流平剂和1重量份消泡剂。
[0115] 所述丙烯酸酯预聚物的制备方法如下:
[0116] 1、将5-羟基色醇、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯分别溶于二甲基亚砜中,得到5-羟基色醇溶液和二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯溶液;将5-羟基色醇溶液加入到三口圆底烧瓶中,并加入催化剂二月桂酸二丁基锡,在氮气保护下,升温到80℃,再加入二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯溶液,冷凝回流,反应6h,得到产物1;在干燥三口烧瓶中,加入甘油在110℃下抽真空脱水1h,降温至60℃,加入二甲苯后,再加入产物1,升温至80℃,反应4h,冷却至室温,过滤、干燥后得到聚氨酯预聚物;
[0117] 2、在反应器中加入1份十二烷基硫酸钠、12份去离子水和0.15份碳酸氢钠,强烈搅拌充分溶解;然后将68份丙烯酸酯单体、2份丙烯酸锌、1.5份聚氨酯预聚物搅拌均匀得到混合溶液A;0.5份过硫酸钾用10g去离子水充分溶解;水浴升温至78~80℃,将混合溶液A与过硫酸钾溶液分次缓慢加入到反应体系中,搅拌反应3h;反应结束后降至室温,用氨水调节pH至7~8,过滤出料,即得到聚氨酯改性丙烯酸酯预聚物。
[0118] 甘油和产物1的摩尔比为:1:1.3;所述5-羟基色醇与二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的摩尔比为1.3:1。
[0119] 所述环氧树脂预聚物的制备方法如下:
[0120] 本发明中所述环氧树脂预聚物的制备方法如下:
[0121] 1、采用超支化羟基聚酯和六氢邻苯二甲酸酐按照羟基和酸酐的摩尔比1:8的比例,在120℃温度下,在惰性气体保护下反应,超支化羟基聚合物的羟基进行酸酐酯化,形成含有羧基官能团的羧基化超支化羟基聚合物;
[0122] 2、将步骤1合成的羧基化超支化羟基聚合物和环戊二烯环氧树脂按照羧基官能团和环氧官能团的摩尔比约1:2的比例,在30℃温度下进行反应,惰性气体保护下反应,得到环氧树脂预聚物。
[0123] 本实施例中,所述超支化羟基聚酯购买自武汉超支化树脂有限公司的型号为HyPer H10系列H103产品。
[0124] 所述流平剂选自聚二甲基硅氧烷。所述消泡剂选自十七氟癸基三甲氧基硅烷。所述石墨购买自阿拉丁。
[0125] 所述涂覆工艺为等离子喷涂工艺,具体过程为:采用等离子喷涂设备将涂覆层的制备原料喷涂于步骤(2)中激光扫描处理后的金属基体待处理面,自然冷却至室温后得到涂覆层,所述等离子喷涂设备的工作电流为800A,工作电压为35V,氩气流量为1L/s,载气流量为0.1L/s,送粉率为5g/min,喷涂距离为95mm,喷枪移动速度为370mm/s。
[0126] 步骤(4)中,所述激光的类型为He-Cd激光器。
[0127] 调节激光功率为10KW,光斑直径为2mm,扫描速度为900mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm。
[0128] 本实施例提供一种减摩板,其由上述工艺制备得到。
[0129] 实施例2:与实施例1的区别在于,所述熔覆粉末不包含没有钨铁粉。
[0130] 实施例3:与实施例1的区别在于,所述步骤(2)中激光处理的具体步骤如下:调节激光功率为1KW,光斑直径为3mm,扫描速度为1000mm/min,相邻光斑的搭接距离为0.5mm,然后对金属基体待处理面进行激光扫描一次,得到处理后的金属基体。
[0131] 实施例4:与实施例1的区别在于,所述涂覆层的制备原料不包含丙烯酸预聚物。
[0132] 实施例5:与实施例1的区别在于,所述涂覆层的制备原料不包含环氧树脂预聚物。
[0133] 实施例6:与实施例1的区别在于,所述2-卞基-2-二甲氨基-1-(4-玛琳苯基)-1-丁酮替换为1-羟基环己基苯甲酮。
[0134] 实施例7:与实施例1的区别在于,所述三芳基碘鎓盐替换为2,2-二甲氧基苯偶酰缩酮。
[0135] 实施例8:与实施例1的区别在于,所述丙烯酸预聚物的制备原料不包含丙烯酸锌。
[0136] 实施例9:与实施例1的区别在于,所述步骤(4)的方法为将金属基体涂覆层加热到150摄氏度进行固化。
[0137] 实施例10:与实施例1的区别在于,所述金属基体的材质为锰钢。
[0138] 实施例11:与实施例1的区别在于,所述5-羟基色醇更换为苯酚
[0139] 实施例12:与实施例1的区别在于,所述丙烯酸预聚物的制备方法如下:首先将10kg苯乙烯投入反应容器,加热到回流状态;然后将60kg甲基丙烯酸甲酯、2kg丙烯酸甲酯、
5kg丙烯酸锌、1kg丙烯酸乙酯、0.5kg偶氮二异丁氰混合均匀后,在1小时内滴加入反应容器,滴加时保持搅拌,同时控制反应容器内温度为苯乙烯的回流温度;滴加完毕后,保持温度和搅拌,反应3小时,然后降温过滤即可。
[0140] 测试:
[0141] 1、采用MS-T3000摩擦磨损试验仪在室温条件下测试减摩板的摩擦磨损性能,试验条件为:试验仪转速500r/min,载荷1000g,回转半径5mm,摩擦副为GCr15陶瓷滚珠,测试出平均摩擦系数,和5小时后的磨损体积。
[0142] 2、将所得材料在HDM-10型端面摩擦磨损试验机进行无油润滑下的摩擦磨损实验,转速设置为735r/min,实验载荷为120kg,测试磨痕深度。
[0143] 测试结果:
[0144] 实施例 摩擦系数 磨损体积,mm3 磨痕深度,mm 强度,HB实施例1 0.10 0.50 0.009 71
实施例2 0.12 0.72 0.013 69
实施例3 0.27 0.92 0.029 53
实施例4 0.24 0.85 0.04 60
实施例5 0.25 0.87 0.025 59
实施例6 0.21 0.82 0.020 63
实施例7 0.20 0.80 0.019 64
实施例8 0.23 0.84 0.023 61
实施例9 0.26 0.90 0.027 55
实施例10 0.22 0.83 0.021 62
实施例11 0.18 0.76 0.016 66
实施例12 0.25 0.89 0.026 57
[0145] 从表中可以看出,本发明提供的轮胎模具减摩板的制造工艺得到的减摩板,采用激光扫描处理后的减摩板,其具备优异的低摩擦系数,在测试条件下,磨损体积较小,磨痕深度浅,强度优异,使用寿命长、耐磨性能高的,符合日常生活、工业生产中的需求。
[0146] 前述的实例仅是说明性的,用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换,且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。
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