[发明专利]一种用于液压马达的表面涂层及制备方法

说明书

本发明提供了一种用于液压马达的表面涂层，由以下质量分数的组分制成：锡：10～12％；石墨烯：0.25～2.0％；余量的铜；所述石墨烯的片层厚度为0.35～10nm；所述石墨烯的宽度为20～400μm。本发明在青铜中加入石墨烯，能够显著提高青铜涂层的导热率，石墨烯能够有效降低摩擦副之间的摩擦系数，有效减少摩擦产生的热和材料损耗。从而有效延长缸体的寿命和使用性能。实验结果表明，本发明中涂层的热导率为84～170W/(m·k)，摩擦系数相对现有技术降低了15％，摩擦副界面的瞬时最高温从近200℃下降到160℃，且温度分布较现有技术更加平缓。本发明还提供了一种用于液压马达的表面涂层。

技术领域

本发明属于金属基体表面处理技术领域，尤其涉及一种用于液压马达的表面涂层及制备方法。

背景技术

液压和气压动力机械制造行业在国民经济中占有很重要的地位。液压和气压动力机械属于机械基础件，而大多数基础件是运动件、受力件、易损件和功能部件，直接决定着主机和重大技术装备的性能、水平、质量和可靠性。采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的95％的工程机械、90％的数控加工中心、95％以上的自动线都采用了液压传动技术。其中工程机械特别是大型施工机械是液压产品的最大用户，占行业销售的42.3％，今后比例还会扩大。据预计，到2018年液压挖掘机年需求量约达9万～11万台，推土机(120马力以上)近万台，装载机约10万～12万台，平地机约2000台，压路机约1.5万台，工程起重机约2万台，水泥搅拌车近万台。此外，我国现拥有工程机械约140万台，预计到2018年达到200万台。这些工程机械产品需要大量高性能、长寿命的液压设备。然而，国际上多种液压马达主机都存在可靠性、寿命、性能以及质量等问题，大多数都与材料与机械基础件的选择和设计有关。

轴向柱塞马达在其发展历程中柱塞副、配流副和柱塞与斜盘的接触副(现在基本上是滑靴结构)这三个摩擦副始终没有发生大的变化。它们是吸油、压油、配流完成马达工作的最重要的环节，也是产生能量耗散、泄漏、流量脉动的地方，马达的性能和寿命与这些摩擦副息息相关，因此摩擦副的改造和优化也就成了轴向柱塞马达的最重要的关键技术之一。由于多种摩擦副之间的损耗而导致漏油从而加剧磨损和振动，以及噪音。同时，摩擦热不能及时排出而导致油温的局部升高会影响马达的工作和震动噪音。因此，开发稳定高导热系数低摩擦系数的摩擦副就显得优为重要。

目前大多通过采用不同硬度的材料来制造摩擦副，比如在缸体的表面使用导热较好且强度始终的青铜层来直接接触合金钢体配流盘(如图1所示)；使用表面渗氮处理的合金钢柱塞头直接接触硬度较低的冲压柱塞头固定盘等等。但是，处于强化基体铜和减小摩擦系数的考量，目前的青铜层为铅强化的青铜合金，该铅强化的青铜合金导热性较差，导致缸体过早失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于液压马达的表面涂层及其制备方法，本发明中的表面涂层摩擦系数低、导热率高，能有效延长缸体的使用寿命。

本发明提供一种用于液压马达的表面涂层，由以下质量分数的组分制成：

锡：10～12％；石墨烯：0.25～2.0％；余量的铜；

所述石墨烯的片层厚度为0.35～10nm；所述石墨烯的宽度为20～400μm。

优选的，所述表面涂层的厚度为0.25～1.25mm。

优选的，所述锡的粒径为50～180μm。

优选的，所述铜的粒径为50～180μm。

本发明提供一种用于液压马达的表面涂层的制备方法，包括以下步骤：

以质量分数计，将10～12％的锡粉、0.25～2.0％的石墨烯粉和余量的还原铜粉混合，加入乙醇，进行球磨，将得到的球磨料置于缸体表面，压制后在还原性气氛下进行烧结，得到用于液压马达的表面涂层。