[发明专利]一种轴瓦及其合金层喷涂MoS2工艺

说明书

技术领域

本发明涉及轴瓦技术领域，特别是指一种带有合金层的轴瓦及在合金层上喷涂MoS2的生产工艺。

背景技术

现在我们国家在大马力柴油发动机上应用的轴瓦材料一般有两种，一种是铝基材料，另一种是铜铅材料。由于一般情况下主轴瓦承受的压力比较少，所以主轴瓦一般采用的是铝基材料，而连杆瓦由于发动机在运转的过程中所承受的爆破压力较大，因此一般选用的是铜铅材料。铜铅材料的疲劳强度是125兆帕以上，要远远大于铝基材料的疲劳强度，由于铝基材料的合金层本身比较软，因此一般不需要进行电镀，而铜铅材料的疲劳强度高，合金层的硬度相对来说比较硬，镶嵌性比铝基材料差，因此在使用过程中需要在内表面上电镀上一层软的减磨层，减磨层的成分根据发动机功率的大小一般有三元镀层（铜、铅、锡三种元素）、四元镀层（铜、铅、锡、铟）、五元镀层（铜、铅、锡、铟、陶瓷粉）这三种。这三层镀层镀在轴瓦表面上的厚度大约在0.020mm左右，在铜铅轴瓦上电镀减磨层的目的主要是为了增加轴瓦内表面的顺应性、镶嵌性、耐磨性，同时因为铜铅材料的疲劳强度高，所以既解决了铝基材料软的问题，又提高了轴瓦的疲劳强度，使轴瓦的使用寿命得到了很大的提高。

随着发动机功率的不断攀升、超载及操作方面的问题，现有的轴瓦不管内表面是三元电镀还是五元电镀，轴瓦在使用过程中经常会出现合金层剥落和镀层整张剥落的现象，造成发动机抱轴烧瓦的情况。据国内及国际上的统计，轴瓦除去安装使用不当以外，95.90％以上的失效模式是因为高温引起的，由于高温造成合金层中低熔点的组元融化或是软化，使合金层在曲轴的脉动载荷下产生失效。

发明内容

本发明提出一种轴瓦，解决了现有技术中轴瓦合金层或镀层经常剥落的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：该轴瓦包括排列固定的钢背层和合金层，所述合金层上设有与其固定的喷涂层，所述喷涂层包括依次排列的PI树脂层、MoS2层和PAR润滑涂层，所述PI树脂层与所述合金层接触。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：1、设置在喷涂层中的MoS2层是很好的固体润滑材料，其抗干磨性能好，轴瓦在缺油的状态下，可以连续干磨2个小时，轴瓦不出现失效情况；2、由于MoS2层的固有特性，轴瓦的抗咬合性能好，轴瓦与曲轴之间不会产生咬粘现象；3、MoS2的熔点可达到1185度，喷涂层承受的压力可以达到80兆帕以上，使轴瓦能够承受高温、高压、高载荷；4、由于MoS2不溶于酸和碱，耐腐蚀性能好，可大大提高润滑油的使用寿命；5、MoS2层的硬度相当于3H的铅笔芯硬度，有很好的顺应性，大大降低了对摩擦副的加工精度要求；6、MoS2摩擦系数低，大约在0.05~0.09之间（一般铜和铁之间的摩擦系数为0.20左右），并且MoS2层使用时，会在曲轴上形成一层MoS2的保护膜，使曲轴与轴瓦之间的摩擦系数降得更低，提高轴瓦的耐磨性；7、MoS2层的抗磁性好，不容易粘附金属杂质，减少了安装和使用过程中对轴瓦内表面的划伤问题；8、制造过程安全环保，减少了对环境的污染。

本发明还提出一种在轴瓦合金层上喷涂MoS2的工艺。

当轴瓦的合金层为铝合金层时，该工艺包括如下步骤：

1）清洗；将精镗后的铝合金轴瓦置于盛有中性清洗剂的超声波清洗机中进行清洗，温度60-70℃，时间2-8分钟；

2）活化；将上述部件在酸性铝活化剂中进行清洗，温度45-60℃、时间1-5分钟；

3）清水洗；将上述部件置于自来水中，在常温下清洗至少一次，每次1分钟，直至将部件上的酸性铝活化剂清洗干净；

4）铝磷化；将上述部件置于铝磷化剂中，温度35-55℃，时间2-9分钟；

5）冷水漂洗；将上述部件置于去离子水中，常温，时间1分钟；

6）热水漂洗；将上述部件置于去离子水中，温度60℃以上，时间1分钟；

7）喷涂：在30-70℃温度条件下，用喷枪将所述PI树脂层喷涂于所述铝合金层上，厚度为0.001~0.003mm，再将所述MoS2层喷涂于所述PI树脂层上，厚度0.012~0.015mm，最后将所述PAR润滑涂层喷涂于所述MoS2层上，厚度0.003~0.005mm；

8）烘干；将上述部件置于真空烘箱中，温度100-230℃，时间30-40分钟；

9）钢背抛光；将所述钢背层在砂轮机上使用尼龙纤维轮抛光，直至将其抛光干净；

10）烧结；将上述部件置于真空烘箱中，温度150-300℃，时间30-40分钟。