[发明专利]一种金刚石化学复合镀汽车摩擦垫片的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石化学复合镀汽车摩擦垫片的生产方法。

背景技术

汽车发动机凸轮轴是发动机的心脏，而与凸轮轴联接的齿轮是否能与凸轮轴同步运转，决定了能否保证发动机动力的正常传输，这就要求齿轮与凸轮轴必须保证高的联接强度。因此，只依靠高强度螺栓来紧固是不够的，现有设计中，往往采用弹簧垫片来增加轴与齿、螺栓与轴、齿之间联接强度。

目前汽车的轻量化设计理念，使得发动机的设计更为紧凑，凸轮轴的直径也更小，受到这种结构条件的限制，要保证齿轮与发动机凸轮轴的同步转动，即保证齿轮不丢转，从而确保发动机动力的正常传输，就需要凸轮轴与齿轮之间、螺栓与轴、齿之间的弹簧垫片具有更高的摩擦系数，以增加两个零件接触面的摩擦力。

本发明提出的“一种金刚石化学复合镀汽车摩擦垫片的制备方法”就是用于加强汽车传动系统中齿轮与轴、齿与齿等高强度联接的高性能摩擦垫片，

采用金刚石化学复合镀技术制造汽车摩擦垫片的方法还未见报导。

发明内容

本发明的目的在于克服现有弹簧垫片摩擦系数低，汽车凸轮轴与齿轮、齿轮与齿轮间等紧固强度不足的问题，而提供一种金刚石化学复合镀汽车摩擦垫片的生产方法，该方法生产的汽车摩擦垫片可实现高强度联接。

本发明之方法是：在薄弹簧钢质垫片上化学复合镀覆Ni-P-微米金刚石镀层，然后经150℃~350℃的热处理。

所述的化学复合镀覆采用二步法镀覆，第一步镀覆一层5~15μm厚度的Ni-P层；第二步镀覆Ni-P-微米金刚石镀层，该镀层厚度为所述金刚石粒径的一半，镀覆后金刚石嵌入镀层中呈半裸状态，金刚石的粒径为微米级，粒径为5～20μm，Ni-P-微米金刚石复合镀层中，金刚石在镀层表面的体积百分含量为10~20%。

本发明的有益效果：薄质弹簧垫片通过化学镀覆Ni-P-微米金刚石镀层及随后的热处理，获得了具有高硬度、均匀分布的金刚石微粒的复合镀层，且金刚石嵌入镀层中呈半裸状态。当这种摩擦垫片置于凸轮轴与齿轮、齿轮与齿轮、螺栓与轴之间时，摩擦垫片上的金刚石微粒将自动嵌入相对面中，形成微型互锁，从而增强摩擦力，提高联接强度。因此，与普通弹簧垫片相比，这种金刚石化学复合镀汽车摩擦垫片不仅摩擦系数高，而且联接强度大。

化学镀无污染、无毒无味、无三废排放，对环境保护非常有利，镀层不受基材形状的影响，可在材料的各部位均匀沉积，镀层硬度高，且镀层非常致密。

附图说明

图1  是金刚石化学复合镀汽车摩擦垫片结构示意图。

图2  是摩擦垫片工作状态下金刚石嵌合示意图。

图3  是金刚石颗粒扫描电镜形貌。

图4  是化学复合镀层表面扫描电镜形貌。

图5  是化学复合镀及150℃热处理后镀层表面形貌。

图6  是25μm厚复合镀层断面的扫描电镜形貌。

图7  是12μm厚复合镀层断面扫描电镜形貌。

图8  是两面均有镀覆层的摩擦垫片断面扫描电镜形貌。

图9  是镀层X-射线衍射图。

图10 是金刚石的添加量与镀层中金刚石含量的关系曲线。

具体实施方式

本发明之方法是：在薄弹簧钢质垫片上化学复合镀覆Ni-P-微米金刚石镀层，然后经150℃~350℃的热处理；采用二步法镀覆，第一步镀覆一层5~15μm厚度的Ni-P层；第二步镀覆Ni-P-微米金刚石镀层，该镀层厚度为所述金刚石粒径的一半，镀覆后金刚石嵌入镀层中呈半裸状态，金刚石的粒径为微米级，粒径为5～20μm，在 Ni-P-微米金刚石镀层中，金刚石在镀层表面的体积百分含量为10~20%。

如图1所示，为本发明之方法生产的金刚石化学复合镀汽车摩擦垫片结构示意图，该摩擦垫片由钢基体1和Ni-P-微米金刚石复合镀层2组成。

图2 是摩擦垫片工作状态下金刚石嵌合示意图，镀覆后金刚石嵌入镀层中呈半裸状态，当这种摩擦垫片置于凸轮轴与齿轮、齿轮与齿轮、螺栓与轴之间时，摩擦垫片上的金刚石微粒将自动嵌入相对面中，形成微型互锁，从而增强摩擦力，提高联接强度。 

如图3所示，是本发明所采用的金刚石颗粒扫描电镜形貌照片，金刚石粒径为10～15μm。镀覆前金刚石粉加入到乙醇中，放到超声清洗器中超声分散15-20min。