浙江长盛滑动轴承有限公司 (中国浙江省嘉善市魏塘工业园区长盛路138号, Zhejiang 0, 314100, CN)
| 权 利 要 求 1、 一种热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘， 是由金属基体和自润滑耐磨涂 层组成， 所述金属基体为铁基、 铁铜烧结基、 铜基、 铝基、 辞基中的一种， 所 5 述金属基体是通过机械加工方式制成的；在金属基体两侧环形平面上涂覆有自 润滑耐磨涂层，该自润滑耐磨涂层构成所述斜盘环形平面工作层；其特征在于： 所述的自润滑耐磨涂层的耐磨涂料组成成份按重量百分含量包括：热固性聚酰 亚胺 40 ~ 65%和固体润滑剂 35 ~ 60%。 2、根据权利要求 1所述的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘， 其特征在于： L0 固体润滑剂选用二硫化钼、聚四氟乙烯、石墨材料中的至少一种或两种或三种 混合使用。 3、根据权利要求 1所述的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘， 其特征在于： 固体润滑剂的平均粒径优选不大于 15 μηι。 4、 根据权利要求 1所述的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘， 其特征是在 L5 自润滑耐磨涂层的组成成份中按重量百分含量还有 0.1 ~ 1%的摩擦调节剂。 5、 根据权利要求 4所述的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘， 其特征是所 述的摩擦调节剂是指 Cr02、 Si02、 AI203、 Zn0、 SiC、 Si3N4中的一种或是它们中 的任何几种混合物。 6、 根据权利要求 1至 5任何一项所述的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘 >0 的生产工艺， 其特征是自润滑耐磨涂层的涂覆方法依次是： ( 1 ) 自润滑耐磨涂料的配制： 按以上对应的自润滑耐磨涂料配比； 配制 室环境温湿度： 温度 20°C ~ 25°C, 湿度 50%以下； 混合搅拌： 用溶剂 N-曱基 吡咯烷酮作为溶剂， 加入对应的热固性聚酰亚胺、 固体润滑剂， 有摩擦调节剂 的加摩擦调节剂配置成涂料混合物充分搅拌 2 ~ 4h, 以无明显气泡为度； 15 ( 2 )喷涂： 喷涂室环境温湿度， 温度 20°C ~ 25°C, 湿度 50%以下； 涂层 表面均匀无漏喷区域及气泡； ( 3 )耐磨涂层烧结： 烘箱炉初设温度 5 (TC左右， 斜盘单面干燥加温以 50 °C、 10h线性升温至 300°C后停止加热， 自然冷却后出炉后进行第二面喷涂； 对斜盘进行第二面干燥加温 50°C、 10h线性升温至 300°C后， 保温 lh后， 再 300°C、 lh线性升温到 380°C后保温 lh, 停止加热自然冷却出炉。 7、 根据权利要求 6所述的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘的生产工艺， 其特征在于所述金属基体表面在喷涂工序前通过磷化处理或喷砂和磷化处理。 8、 根据权利要求 6所述的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘的生产工艺， 其特征在于所述金属基体两侧环形平面上的自润滑耐磨涂层烧结后最终进行 精密加工， 加工后的自润滑耐磨涂层的单面厚度控制在 20μηι~3()μηι, 两侧 环形平面的平行度 8 μ m。 |
本发明涉及一种汽车空调压缩机斜盘，其中斜 盘是由金属基体和滑动接触 层组成，特别涉及以热固性聚酰亚胺为基础材 料的改性滑动接触层的自润滑斜 L 0 盘及制备方法。 背景技术
斜盘是汽车空调系统压缩机的关键部件，该斜 盘设置在压缩机轴腔内的驱 动轴上， 通常的斜盘是由基体和滑动接触层组成， 基体采用铁基、 钢基、 铝基
L 5 中的一种通过机械加工制成， 滑动接触层含有石墨、 二硫化钼、 聚四氟乙烯、 铅、 粘结剂和碳化钙或氧化铝微粒子的硬质点， 滑动接触层的厚度为 20μηι ~ 30μηι。采用上述的技术解决方案，压缩机的 盘与滑履间的润滑性能得以改善， 而提升滑动接触层性能是斜盘性能提升的关键 要素。
多年来业内在不断对滑动接触层进行开发研究 ，一代又一代新品斜盘孕育
>0 而生， 使得斜盘的性能不断提高， 以满足市场的更高需求。 如： 日本道康宁亚 洲株式会社（中国专利公开号 CN158 3918A ) 的用于滑动件的涂料组合物， 其 技术方案是一种用于滑动件的涂料组合物，含 有聚酰胺酰亚胺树脂和固体润滑 剂， 并通过混合这些成份制备， 由用于滑动件的涂料组合物制成的滑动膜具有 令人满意的滑动性能， 该方案的特点是一种新型的无铅配方。 又如日本株式会
15 社丰田自动织机（中国专利公开号 CN1401 898A ) 的滑动部件和压缩机， 其技 术方案是在作为压缩机的滑动部件的斜盘和滑 履上形成一含有固态润滑剂热 塑性聚酰亚胺涂层。 热塑性聚酰亚胺是一种热塑性树脂，对于该固 态润滑剂可 以采用聚四氟乙烯， 因此可以获得一种压缩机， 该压缩机包括滑动特性得到改 善的滑动部件。 以上两种技术方案制成的斜盘对比前期的斜盘 ，在技术性能上 都有所提高， 但在进行干摩擦试验中还是出现了问题。 发明内容
5 本发明的目的是提供一种使用寿命长，能在短 期内承受干摩擦的热固性聚 酰亚胺耐磨自润滑斜盘及制备方法。
本发明解决上述问题采用的技术方案是：是由 金属基体和自润滑耐磨涂层 组成， 所述金属基体为铁基、 铁铜烧结基、 铜基、 铝基、 辞基中的一种， 所述 金属基体是通过机械加工方式制成的；在金属 基体两侧环形平面上涂覆有自润
L0 滑耐磨涂层， 该自润滑耐磨涂层构成所述斜盘环形平面工作 层； 其特征在于： 所述的自润滑耐磨涂层的耐磨涂料组成成份按 重量百分含量包括：热固性聚酰 亚胺 40 ~ 65%和固体润滑剂 35 ~ 60%。 所述的固体润滑剂是二硫化钼、 聚四氟 乙烯、石墨中的一种或两种或三种混合使用。 固体润滑剂的平均粒径优选不大 于 15 μηι。 本发明的自润滑耐磨涂料中还可加入占总质量 百分比 0. 1 ~ 1%的摩
L5 擦调节剂， 所述的摩擦调节剂是指 Cr0 2 、 S i0 2 、 AI 2 0 3 、 Zn0、 S iC、 S i 的一种 也可是它们中的任何几种混合物。摩擦调节剂 的加入极大的提高了斜盘的耐磨 损性和抗咬合性。
本发明所述的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘 的生产工艺，其中自润滑耐 磨涂层的涂覆方法依次是：
10 1、 自润滑耐磨涂料的配制： ①按以上自润滑耐磨涂料配比； ②配制室环 境温湿度： 温度 20 °C ~ 25 °C , 湿度 50%以下； ③混合搅拌： 用溶剂 N-曱基吡 咯烷酮作为溶剂， 加入热固性聚酰亚胺、 固体润滑剂， 有摩擦调节剂的加摩擦 调节剂配置成涂料混合物充分搅拌 2 ~ 4h, 以无明显气泡为度；
2、 喷涂： ①喷涂室环境温湿度， 温度 20 °C ~ 25 °C , 湿度 50%以下； ②涂 15 层表面均匀无漏喷区域及气泡；
3、 自润滑耐磨涂层烧结： 烘箱炉初设温度 5 (TC左右， 斜盘单面干燥加温 以 50 °C、 10h线性升温至 300 °C后停止加热， 自然冷却后出炉后进行第二面喷 涂。 对斜盘进行第二面干燥加温 50 °C、 10h线性升温至 300°C后， 保温 lh后， 再 300°C、 lh线性升温到 380 °C后保温 lh, 停止加热自然冷却出炉；
4、 对耐磨涂层精加工： 车、 磨加工耐磨涂层， 加工后的自润滑耐磨涂层 的单面厚度控制在 20 μηι ~ 30 μηι, 两侧环形平面的平行度 8 μηι。
本发明的滑动接触层的基体是热固性聚酰亚胺 ， 它是一种热固性树脂， 热 固性树脂与热塑性树脂的区别在于： 热固性树脂在受热后会固化， 而不能再熔 融和不能再成型加工， 结构稳定。 而热塑性树脂在受热后会熔融、 变形， 冷却 时才会固化； 从化学上讲热固性树脂在成型加工时发生交联 反应， 生成固定的 分子网络结构。 热塑性树脂在高温下加工时不发生任何化学反 应， 聚合物分子 仍保持线型长链。 热固性聚酰亚胺具有出色的力学性能， 优良的耐燃性、 耐磨 性、 耐溶剂性、 耐高温， 更突出是高性能复合的重要树脂基体。 与玻璃纤维、 碳纤维、 硼纤维（及其织物）增强的层压结构的复合材 料， 用于制造宇航器、 飞机等部件。
本发明以热固性聚酰亚胺树脂为基体， 添加石墨、 二硫化钼、 聚四氟乙烯 的固体润滑剂填充物， 制成自润滑耐磨剂涂在斜盘金属基体两侧环形 平面上， 经高温加热后固化，能使固体润滑剂牢固地保 留在热固性聚酰亚胺的树脂涂层 中， 该树脂涂层在高温下有好的抗咬合性和最初适 应性， 以及足够的耐久性和 耐热性。 更适合制成自润滑斜盘， 它与用热塑性聚酰亚胺作涂层材料比较具有 更明显的耐高温和耐磨损性能， 具有很好的耐磨损性和附着性， 在技术性能和 使用寿命上均有显著改善或提高。
本发明的优点是：
1、 采用热固性聚酰亚胺为基体材料， 再加入固体润滑剂和摩擦调节剂制 成的树脂涂层斜盘， 其性能超越以热固性聚酰胺亚胺、 热塑性聚酰胺亚胺、 热 塑性聚酰亚胺为基体材料制成的斜盘。
2、 树脂涂层不含铅。
3、 制作工艺筒单、 成本低。 附图说明
图 1是热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘的剖面示 图； 图 2是摩擦磨损试验示意图；
图 3是实施例 1的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘测试后的 态图； 图 4是比较例 1热固性聚酰胺亚胺自润滑斜盘测试后的状态 ； 图 5是比较例 2热塑性聚酰胺亚胺自润滑斜盘测试后的状态 ； 5 图 6是比较例 3热塑性聚酰亚胺自润滑斜盘测试后的状态图
图中： 1、 斜盘； 2、 金属基体； 3、 自润滑磨涂层； 4、 专用的摩擦、 磨损 试验设备； 5、 半钢球。 具体实施方式
L0 下面结合附图和实施例、 比较例， 对本发明作进一步说明。
本发明的热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘 1是由金属基体 2和自润滑耐磨 涂层 3组成， 所述金属基体 2为铁基、 铁铜烧结基、 铜基、 铝基、 辞基中的一 种， 所述金属基体 2是通过机械加工方式制成的； 为增加金属基体 2和自润滑 耐磨涂层 3的结合强度，金属基体 2需通过磷化处理或喷砂和磷化表面处理工
L5 艺。 在金属基体 2两侧环形平面上涂覆有自润滑耐磨涂层 3 , 该自润滑耐磨涂 层 3构成所述斜盘 1环形平面工作层；所述的自润滑耐磨涂层 3的耐磨涂料组 成成份按重量百分含量包括：热固性聚酰亚胺 40 ~ 65%和固体润滑剂 35 ~ 60%。 其中固体润滑剂选用二石克化钼 （MoS 2 )、 聚四氟乙烯（PTFE )、 石墨材料中的至 少一种或两种或三种混合。固体润滑剂的平均 粒径不大于 15 μ ηι,特别是 0. 2 ~
>0 10 μ m。 在自润滑耐磨涂层 3的组成成份中按重量百分含量还有 0. 1 ~ 1%的摩 擦调节剂。 所述的摩擦调节剂是指 Cr0 2 、 S i0 2 、 AI 2 0 3 、 Zn0、 S iC、 S i 中的一 种或是它们中的任何几种混合物。
热固性聚酰亚胺耐磨自润滑斜盘 1 的生产工艺， 其中自润滑耐磨涂层 3 的涂覆方法依次是：
15 ( 1 )、 自润滑耐磨涂料的配制： ①按以上自润滑耐磨涂料配比； ②配制室 环境温湿度： 温度 20 °C ~ 25 °C , 湿度 50%以下； ③混合搅拌： 用溶剂 N-曱基 吡咯烷酮作为溶剂， 加入热固性聚酰亚胺、 固体润滑剂， 有摩擦调节剂的加摩 擦调节剂配置成涂料混合物充分搅拌 2 ~ 4h, 以无明显气泡为度； (2)、 喷涂： ①喷涂室环境温湿度， 温度 20°C ~25°C, 湿度 50%以下； ② 用涂装机对斜盘喷涂表面喷涂， 涂层表面均勾无漏喷区域及气泡；
( 3)、 自润滑耐磨涂层烧结： 烘箱炉初设温度 5 (TC左右， 斜盘单面干燥 加温以 50°C、 10h线性升温至 300°C后停止加热， 自然冷却后出炉后进行第二 面喷涂； 对斜盘进行第二面干燥加温 50°C、 10h线性升温至 3 00°C后， 保温 lh 后， 再 300°C、 lh线性升温到 380°C后保温 lh, 停止加热自然冷却出炉。
还可将金属基体 2表面在喷涂工序前通过磷化处理或喷砂和磷 处理。在 金属基体 2两侧环形平面上的自润滑耐磨涂层 3烧结后最终进行精密加工，加 工后的自润滑耐磨涂层 3的单面厚度控制在 20μηι~ 3()μηι, 两侧环形平面的 平行度 8 μ m。
下面结合具体实施例， 进一步阐述本发明。 应这样理解下面的实施例， 这 的具体条件的试验方法， 通常按照常规条件。 除非另有说明， 所有的份数为重 量份， 所有的百分比为重量百分比。
以上各实施例自润滑耐磨涂层 3的涂覆方法均依次是: ( 1 ) 自润滑耐磨涂料的配制： ①按以上对应的自润滑耐磨涂料配比； ② 配制室环境温湿度： 温度 20°C ~ 25°C, 湿度 50%以下； ③混合搅拌： 用溶剂 N-曱基吡咯烷酮作为溶剂， 加入对应的热固性聚酰亚胺、 固体润滑剂， 有摩擦 调节剂的加摩擦调节剂配置成涂料混合物充分 搅拌 2 ~ 4h, 以无明显气泡为
5 度；
( 2 )喷涂： ①喷涂室环境温湿度， 温度 20°C ~ 25°C, 湿度 50%以下； ② 用涂装机对斜盘喷涂表面喷涂， 涂层表面均勾无漏喷区域及气泡；
( 3 )耐磨涂层烧结： 烘箱炉初设温度 5 (TC左右， 斜盘单面干燥加温以 50 °C、 10h线性升温至 300°C后停止加热， 自然冷却后出炉后进行第二面喷涂；
10 对斜盘进行第二面干燥加温 50°C、 10h线性升温至 300°C后， 保温 lh后， 再 300°C、 lh线性升温到 380°C后保温 lh, 停止加热自然冷却出炉；
( 4 )对耐磨涂层精加工： 车、 磨加工耐磨涂层， 加工后的自润滑耐磨涂 层 3的单面厚度控制在 20 μηι~ 30 μηι, 两侧环形平面的平行度 8 μ m。
为与其它材料有一个对比， 以说明本发明的性能，特选现有技术的热固性 L5 聚酰胺酰亚胺、 热塑性聚酰胺酰亚胺以及热塑性聚酰亚胺来分 别替代实施例 1 中的热固性聚酰亚胺， 其它配方材料及含量相同， 做成试样件作对比试验， 所 采用的金属基体均为 45号钢。 具体比较实施如下：
比较例 1:
耐磨自润滑斜盘涂层按日本道康宁亚洲株式会 社 （中国专利公开号 >0 CN1583918A)公开的技术方案， 由 55%热固性聚酰胺酰亚胺、 15%聚四氟乙烯、 10%二硫化钼、 19.5%石墨、 0.5%碳化硅组成。 用溶剂 N-曱基吡咯烷酮作为溶 剂配置成涂料喷涂在斜盘金属基体 2两侧， 在烘箱炉中烘干烧结， 再经车、 磨 加工成 0.020 ~ 0.035mm厚的耐磨涂层 3。
比较例 2:
15 耐磨自润滑斜盘层按日本道康宁亚洲株式会社 （中国专利公开号
CN1583918A)公开的技术方案， 由 55%热塑性聚酰胺酰亚胺、 15%聚四氟乙烯、 10%二硫化钼、 19.5%石墨、 0.5%碳化硅组成。 用溶剂 N-曱基吡咯烷酮作为溶 剂配置成涂料喷涂在斜盘金属基体 2两侧， 在烘箱炉中烘干烧结， 再经车、 磨 加工成 0. 020 ~ 0. 035mm厚的耐磨涂层 3。
比较例 3 :
耐磨自润滑斜盘涂层按日本株式会社丰田自动 织机 （中国专利公开号 CN1401898A )公开的技术方案， 由 55%热塑性聚酰亚胺、 15%聚四氟乙烯、 1 0% 二硫化钼、 19. 5%石墨、 0. 5%碳化硅组成。 用溶剂 N-曱基吡咯烷酮作为溶剂配 置成涂料喷涂在斜盘金属基体 2两侧， 在烘箱炉中烘干烧结， 再经车、 磨加工 成 0. 020 ~ 0. 030mm厚的耐磨涂层 3。
按实施例 1与比较例 1、例 2、例 3制作的试件通过端面干摩擦磨损测试， 试验在专用的摩擦、 磨损试验设备 4上进行。 固定斜盘 1后， 用三个直径为 12mm的半钢球 5 , 硬度为 HV880 , 作为对磨件， 在斜盘 1的环形平面上均匀分 布三个半钢球 5滑动， 对磨件和斜盘 1 间的载荷 P是 5MPa , 对磨件与斜盘 1 的相对旋转速度 V是 3. 35m/ s , 时间设定 40min , 如图 2所示。 测试结果如下 表所示：
通过以上试验数据可以看出，磨损量实施例 1明显小于所有比较例； 从图
3、 4、 5、 6 也可以看出测试后的比较例出现明显的磨损划 痕和局部的剥落现 象， 而相对本发明的产品则在干摩擦的状态下有显 著的耐磨性和抗咬合性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指 出，对于本技术领域的普通 技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。