[发明专利]一种轴承用绝缘涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种轴承用绝缘涂层的制备方法，清洗基材：将基材用清洗剂清洗干净并烘干；基材表面预处理：对清洗后的基材表面进行粗化和活化处理，得到预处理基材；绝缘层喷涂：在2小时内采用大气等离子喷涂法将绝缘粉末喷涂至预处理基材外表面，喷涂完成后得到喷涂基材；绝缘层的封孔处理：在1小时内对喷涂基材的外表面涂刷封孔剂，涂刷完成后放置至干燥，得到成品。本发明中在喷涂绝缘层之前在基材表面进行粗化和活化处理，绝缘层和基材的结合力更高。在绝缘层喷涂完成后，再用封孔剂进行封孔处理，从而最大程度避免了涂层电绝缘效果的降低。本发明中的绝缘粉末在高纯氧化铝中加入一定量的高纯氧化钛，涂层的厚度可增加至0.70mm。

技术领域

本发明涉及功能涂层表面处理领域，尤其涉及一种轴承用绝缘涂层的制备方法。

背景技术

轴承应用于电动机、发电机及其他有轴电流通过的电器与设备时，感应电流会对轴承产生电蚀作用，具体破坏机理为电流流过轴承时的放电作用对轴承润滑脂、滚动体、滚道造成损害，形成局部小凹坑等缺陷。这些缺陷加剧了轴承的磨损，降低了设备运营维护周期，从而极大增加了成本与浪费。

热喷涂技术作为特种工艺已广泛应用于多个高端制造行业以提升零部件的耐磨、防腐的使用寿命和赋予润滑、隔热、绝缘、抗氧化等特殊性能。其主要过程是利用高能束等离子焰流、高速气焰流将涂层材料加热熔化并雾化成极细的颗粒同时以很高的速度喷射到工件表面形成涂层并且不影响基材的性能。

国内在绝缘涂层制备方面申请了一些专利，比如中国专利CN 108715989 A“一种等离子喷涂绝缘涂层的制备方法”中采用等离子喷涂工艺先制备镍基过渡层，然后再喷涂氧化铝制备了绝缘涂层，绝缘性能可达到8GΩ，抗击穿电压达到5000V，但绝缘性能随环境变化的稳定性还需验证。中国专利CN 108300959 A“一种喷涂于金属表面的制备方法”中采用了超音速等离子喷涂先制备镍基过渡层，然后再喷涂氧化铝制备的绝缘涂层，该发明仅阐明了可制备孔隙率小于1%的绝缘涂层，孔隙率的降低会限制绝缘涂层的可制备厚度并降低了与绝缘涂层与基材的结合力，该发明也并未提及涂层可达到的具体绝缘性能。中国专利CN102021556A“一种牵引电机轴承用绝缘涂层及其制备方法”中采用了常压等离子喷涂技术制备了单层绝缘涂层的厚度仅为0.25-0.40mm，绝缘涂层的绝缘电阻仅为400-1000MΩ，绝缘涂层的击穿电压仅为1500-2800V，并不能满足当前绝缘轴承的严苛使用工况的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴承用绝缘涂层的制备方法。

本发明的创新点在于本发明中在喷涂绝缘层之前在基材表面进行粗化和活化处理，活化后去掉表面的氧化层，粗化后使得绝缘涂层与基材以机械结合方式结合，绝缘层和基材的结合力更高。在绝缘层喷涂完成后，再用封孔剂进行封孔处理，封孔剂涂通过涂层中扁平层状组织之间的细微缝隙或孔隙渗透到涂层中并保留填充在孔隙和缝隙中，涂层中封孔剂的存在将极大的隔绝空气、湿润水蒸气或其他易导电的杂质异物进入涂层中，从而最大程度避免了涂层电绝缘效果的降低。本发明中的绝缘粉末在高纯氧化铝中加入一定量的高纯氧化钛，在一定程度上略微牺牲了涂层的电绝缘性能但是却增加了涂层的韧性和耐冲击性能，涂层的厚度可增加至0.70mm。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种轴承用绝缘涂层的制备方法，包括以下步骤：

（1）清洗基材：将基材用清洗剂清洗干净并烘干；

（2）基材表面预处理：对清洗后的基材表面进行粗化和活化处理，得到预处理基材；

（3）绝缘层喷涂：在2小时内采用大气等离子喷涂法将绝缘粉末喷涂至预处理基材外表面，喷涂完成后得到喷涂基材；

（4）绝缘层的封孔处理：在1小时内对喷涂基材的外表面涂刷封孔剂，涂刷完成后放置至干燥，得到成品。

进一步地，所述绝缘粉末为纯度≥99.5%的高纯氧化铝。