一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺。所述工艺包括以下步骤：（1）对花键进行清洗及喷砂预处理；（2）将预处理后的花键浸入酚醛树脂和环氧树脂改性漆的混合液中，沥下多余混合液并烘干；（3）将烘干后的花键加热到220～300℃；（4）采用流化床喷涂法对花键表面进行尼龙11涂装；（5）固化后进行冷却，获得汽车传动轴滑动花键。本发明选择了能耐高温的酚醛树脂和附着力较好的环氧树脂改性漆作为中间物质，酚醛树脂和环氧树脂改性漆与金属零件表面附着力极高，能耐高温，完全符合涂装要求。
【专利说明】
一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及花键轴的表面处理【技术领域】，尤其涉及一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺。
【背景技术】
[0002]花键轴是汽车、各类工程机械的转动系、转向系、操纵系等的关键零件之一。传统的花键轴加工要求高(要求热处理、精磨等工序)，在工作时钢件与钢件处于直接接触状态，其配合间隙大、摩擦力大、易磨损，尤其是在汽车高速行驶或路况恶劣时易产生异响，抖动剧烈，不仅影响其使用寿命，还严重影响运行时的平稳性和舒适性。美国、法国、日本等发达国家目前已普遍运用表面涂覆的方法来处理花键轴金属表面以提高其使用寿命。我国近年来也开始了金属材料表面处理的试验研究，取得了一些阶段性成果，但均存在工艺复杂、成本高、耐磨性差、涂覆材料与金属基体结合力差等缺陷。
[0003]汽车传动轴是由传动轴轴管、伸缩套和万向十字节组成。汽车在行驶过程中，由于路面不平或者车身晃动，车轮会随着路面的情况上下活动，主减速器是固定的，通过传动轴把动力传递给车轮或者差速器。车轮不停地动，主减速器相对位置静止。两者之间必然产生相对位移。对后驱车来说，传动轴中间有能够滑移的滑动花键副，用于传递长度的变化。传动轴花键副既可以传递动力也可以轴向伸缩。传动轴是一个复杂的受力件，并且处于高速旋转状态，花键副部位一直处于持续受周向剪切力和轴向摩擦力的作用。并且传动轴在汽车行驶过程中始终处于泥水、油污等混合物的包围中，传动轴花键副齿面之间长时间的挤压、摩擦，使齿面磨蚀严重；再加上动力传递过程中的瞬时刚性冲击，加剧了齿面的失效，造成传动轴报废，经济损失严重。
[0004]尼龙涂层具有良好的自润滑作用可提高滑动花键副的耐磨性。尼龙涂层与橡胶的结合性较好，在往复滑动过程中橡胶密封圈不易磨损，可提高传动轴花键副的密封性。尼龙涂层具有良好的抗塑性变形能力，使其在重载荷情况下仍有良好的性能；最后，尼龙涂覆零件良好的加工性能，使提高其加工精度变得十分容易，进而提高花键副的配合精度。
[0005]CN 101077495A涉及一种在汽车传动轴的基体材料为碳钢的滑动花键轴上涂上聚十一酰氨涂层材料的传动轴滑动花键轴聚十一酰氨涂敷工艺，对零件被涂金属表面进行喷砂处理，将喷过砂的零件金属表面浸入底漆中，浙下多余底漆，对涂底漆烘干后的零件加热到260?300°C，聚i^一酰氨涂敷，冷却固化，花键推塑形。
[0006]CN 1456393A提出了花键轴的表面尼龙涂覆工艺，首先将机加工完成后的冷拔成形花键轴集中备料，其工艺流程为:工件预处理-浸涂底漆-加热-涂覆尼龙-热水冷却-常温水冷却。
[0007]现有技术中通过表面涂覆工艺对花键轴进行处理，花键轴表面与涂层的结合力不足，综合性能不够优良。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于针对现有问题的不足，提出了一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺。
[0009]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0010]一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0011](I)对花键进行清洗及喷砂预处理；
[0012](2)将预处理后的花键浸入酚醛树脂和环氧树脂改性漆的混合液中，浙下多余混合液并烘干；
[0013](3)将烘干后的花键加热到220?300°C ；
[0014](4)采用流化床喷涂法对花键表面进行尼龙11涂装；
[0015](5)固化后进行冷却，获得汽车传动轴滑动花键。
[0016]传动轴花键涂装用的尼龙11，熔点约为186_190°C，吸水率低，成品后尺寸及形状稳定性好。尼龙11可以耐150-200°c的高温，耐磨损性和耐油性好，耐碱、去污剂等；不耐浓无机酸。但是，尼龙11粉末与金属零件基体附着力较差，必须找一种物质作为中间物质。一方面，这种物质既能与金属基体结合，也能与尼龙涂层结合良好；另一方面，这种物质必须耐250°C以上的高温。这是因为热塑性聚酰胺-11本身的熔点为186°C，在进行流化床粉末涂装时，涂覆中间物质的零件必须加热到250°C，才能使尼龙粉末迅速塑化，附着于零件表面。
[0017]环氧树脂固化体系中含有活性极大的环氧基、羟基，这些基团都具有很强的极性，使得环氧树脂分子与相邻的金属分子产生极强吸引力，结合力很好。但实验结果显示，环氧树脂不能耐高温，环氧固化物的耐热性一般为80?100°C，250°C时环氧树脂涂层就完全老化了。本发明选择了能耐高温的酚醛树脂和附着力较好的环氧树脂改性漆作为中间物质，充分发挥二者优势。
[0018]酚醛树脂由苯酚和芳烷基醚通过缩合反应而产生，具有良好的力学性能、耐热性能，化学稳定性好，耐热性高，可在250°C左右长期使用。结果表明，酚醛树脂和环氧树脂改性漆与金属零件表面附着力极高，能耐高温，完全符合涂装要求。
[0019]本发明步骤(I)所述的清洗选自擦洗、喷洗、蒸汽清洗或超声波清洗中的一种。
[0020]在步骤(I)中，对花键表面进行喷砂处理，磨料为金属氧化铝金刚砂，喷砂气体压力为0.5-0.6Mpa，喷砂后用风枪吹净工件表面的灰尘和残余砂粒；所用气体为无油干燥的空气；风枪气体压力为0.3-0.6Mpa。
[0021 ] 步骤(I)所述的预处理还包括磷化处理。
[0022]在步骤(2 )中，浸入酚醛树脂和环氧树脂改性漆的混合液后的零件，应花键端朝下垂直悬挂停置，以浙下多余的混合液，或用风枪吹掉端面多余的混合液。
[0023]步骤(3)所述的温度为250?280°C，例如可选择220.02?298.9°C，225?293.6°C，231 ?290°C，238.7 ?285.6°C，243 ?280.8°C，255 ?273.4°C，260.3 ?270°C，263 ?267.40C，265 °C 等，进一步优选 260 °C。
[0024]步骤(3)所述的加热方式为电阻炉或感应炉加热。加热的目的是使后续涂装上的尼龙11粉末熔化，加热后花键表面呈淡褐色。
[0025]为了既减少汽车启动时的刚性冲击又延长涂层的耐久性，涂层厚度应控制在合理范围。若涂层太薄，涂层的耐久性不好，太厚则容易挤瘪而造成缺陷。所述尼龙11涂层的厚度为 0.2 ?0.5mm,例如可选择 0.22 ?0.49mm, 0.26 ?0.45mm, 0.29 ?0.41mm, 0.32 ?
0.37mm, 0.35mm 等，优选为 0.25 ?0.4mm,进一步优选 0.3mm。
[0026]步骤(4)采用流化床喷涂法对花键表面进行尼龙11涂装:向隔板下方的容器通入压缩空气，压缩空气通过隔板上密布的微孔，使上面尼龙11粉末在空气流的作用下悬浮起来，并在上部容器内滚翻，呈现“沸腾”状态。经预热的零件通过“沸腾”的尼龙粉末区，雾状的尼龙粉末涂覆在零件表面上。
[0027]与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果:
[0028]本发明具有工艺合理、成本低、制造的花键轴精度高、寿命长、噪音低的优点。
[0029]本发明选择了能耐高温的酚醛树脂和附着力较好的环氧树脂改性漆作为中间物质，酚醛树脂和环氧树脂改性漆与金属零件表面附着力极高，能耐高温，完全符合涂装要求。解决了现有的花键轴与花键套的摩擦力大、噪音大的问题，避免了汽车在高速行驶中或路况恶劣时方向灵敏度不高的问题。
[0030]下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
【具体实施方式】
[0031]为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下:
[0032]实施例1
[0033]一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0034]( I)对花键进行蒸汽清洗及喷砂预处理；
[0035](2)将预处理后的花键浸入酚醛树脂和环氧树脂改性漆的混合液中，浙下多余混合液并烘干；
[0036](3)将烘干后的花键电阻炉加热到220?300°C ；
[0037](4)采用流化床喷涂法对花键表面进行尼龙11涂装；
[0038](5)固化后进行冷却，获得汽车传动轴滑动花键。
[0039]所述尼龙11涂层的厚度为0.5mm。
[0040]实施例2
[0041]一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0042](I)对花键进行超声波清洗、喷砂、磷化预处理；
[0043](2)将预处理后的花键浸入酚醛树脂和环氧树脂改性漆的混合液中，浙下多余混合液并烘干；
[0044](3)将烘干后的花键感应炉加热到300°C ；
[0045](4)采用流化床喷涂法对花键表面进行尼龙11涂装；
[0046](5)固化后进行冷却，获得汽车传动轴滑动花键。
[0047]所述尼龙11涂层的厚度为0.2mm。
[0048]实施例3
[0049]一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0050]( I)对花键进行擦洗及喷砂预处理；
[0051](2)将预处理后的花键浸入酚醛树脂和环氧树脂改性漆的混合液中，浙下多余混合液并烘干；
[0052](3)将烘干后的花键电阻炉加热到250V ；
[0053](4)采用流化床喷涂法对花键表面进行尼龙11涂装；
[0054](5)固化后进行冷却，获得汽车传动轴滑动花键。
[0055]所述尼龙11涂层的厚度为0.4mm。
[0056]实施例4
[0057]—种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0058](I)对花键进行蒸汽清洗、喷砂、磷化预处理；
[0059](2)将预处理后的花键浸入酚醛树脂和环氧树脂改性漆的混合液中，浙下多余混合液并烘干；
[0060](3)将烘干后的花键电阻炉加热到280°C ；
[0061](4)采用流化床喷涂法对花键表面进行尼龙11涂装；
[0062](5)固化后进行冷却，获得汽车传动轴滑动花键。
[0063]所述尼龙11涂层的厚度为0.25mm。
[0064]实施例5
[0065]一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0066]( I)对花键进行蒸汽清洗及喷砂预处理；
[0067](2)将预处理后的花键浸入酚醛树脂和环氧树脂改性漆的混合液中，浙下多余混合液并烘干；
[0068](3)将烘干后的花键感应炉加热到260°C ；
[0069](4)采用流化床喷涂法对花键表面进行尼龙11涂装；
[0070](5)固化后进行冷却，获得汽车传动轴滑动花键。
[0071]所述尼龙11涂层的厚度为0.3mm。
[0072]将通过本发明实施例1?5所述的表面涂覆工艺获得的花键轴按照GB/T9286-1988进行附着力测试，结果为切割边缘平滑，无脱落，符合O级标准。
[0073]将通过本发明实施例1?5所述的表面涂覆工艺获得的花键轴进行摩擦试验结果表面，其摩擦系数低于0.02。
[0074] 申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺步骤，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属【技术领域】的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【权利要求】
1.一种汽车传动轴滑动花键表面涂覆工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤: (1)对花键进行清洗及喷砂预处理； (2)将预处理后的花键浸入酚醛树脂和环氧树脂改性漆的混合液中，浙下多余混合液并烘干； (3)将烘干后的花键加热到220?300°C； (4)采用流化床喷涂法对花键表面进行尼龙11涂装； (5)固化后进行冷却，获得汽车传动轴滑动花键。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(I)所述的清洗选自擦洗、喷洗、蒸汽清洗或超声波清洗中的一种。
3.如权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，步骤(I)所述的预处理还包括磷化处理。
4.如权利要求1-3之一所述的工艺，其特征在于，步骤(3)所述的温度为250?280°C，进一步优选260°C。
5.如权利要求1-4之一所述的工艺，其特征在于，步骤(3)所述的加热方式为电阻炉或感应炉加热。
6.如权利要求1-5之一所述的工艺，其特征在于，所述尼龙11涂层的厚度为0.2?.0.5mm,优选 0.25 ?0.4mm,进一步优选 0.3mm。
【文档编号】B05D3/00GK104275292SQ201310294953
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】李飞 申请人:无锡成博科技发展有限公司