专利名称：抗震轴承的制作方法
背景技术：
1.发明领域本发明涉及一种抗震轴承、其制备方法以及应用。本发明提供了一种抗震轴承、其制备方法以及应用，其中含有所述轴承的制品不需要额外的包装材料，例如苯乙烯泡沫和缓冲材料，或者在道路条件不好的情况下运输不需额外的布置(排列)措施，并且作为轴承，所述制品能够依靠自身装配而性能不发生变化地运送至目的地。
2.现有技术描述近年来，信息设施如空调器、计算机和VCR在发展中国家生产。但是，零部件如电动机的生产地点与信息设施如空调器、计算机和VCR的装配地点往往相距几百到几千公里。因而，当零件运送至装配工厂时，由于在不好的道路上的震动，轴承的座圈表面往往被损坏，精制轴承的性能往往发生变化。
通常，轴承例如滚珠轴承和滚柱轴承常常用于信息设备，当信息设备在运输过程中，轴承的滚珠或滚柱座圈表面在5-25Hz的低频震动下被损坏。这种现象称作“磨损”。为了解决这个问题，如日本未审专利公开申请2001-139979和2001-335792中公开的，将一种极压添加剂加入于一种润滑脂组合物中，填充于轴承间隙中。
在传统的方法中，一种极压添加剂仅仅加至填充于轴承间隙的润滑脂中，不会在组成轴承的内圈、外圈和滚珠上形成由所述极压添加剂组成的防锈薄膜。在这种方法中，在所述极压添加剂润滑脂中的极压添加剂不会完全涂覆在每一个部件的滚动表面上，因而由于在运输过程中的震动，轴承将会因磨损或类似的磨耗而损坏。
通常，每一个轴承部件例如内圈、外圈和滚珠通过清洗来去除污染物。清洗步骤在轴承的机械加工之后进行，在装配前或装配后都可进行，而不是在填充润滑脂之前进行。通常存在的污染物是油、碎屑、各种有机物和离子污染物。不同的液体用作清洗不同的污染物。
当轴承部件是铁制材料时，由于部件表面有活性，清洗步骤更容易导致部件生锈。另外，还需要注意的是，部件表面的油通过清洗步骤被去除了。因而，需要一个步骤来阻止轴承在清洗后生锈。基于这个原因，通常在清洗步骤中的干燥步骤之后，有一个防锈步骤，在此将轴承浸入一个防锈溶液浴中，所述防锈溶液包括一种挥发性溶剂和防锈油。其中，一种防锈剂在防锈油中被稀释至1-5％体积。用在防锈步骤中的所述防锈油通常是一种主要含有矿物油、合成油等的防锈润滑油。其中，合成油是碳酸酯、二酯、多元醇酯、聚(α-烯烃)(PAO)等等。
本发明的另一个方面提供了一种制备自身抗震轴承的方法。在轴承的装配和清洗之后，但在加入极压添加剂至填充轴承间隙的润滑油或润滑脂组合物中之前，将轴承浸入防锈溶液浴中，所述防锈溶液浴包括一种挥发性溶剂和一种防锈油，所述防锈油含有0.5-10wt％的极压添加剂，优选是一种防锈剂。干燥轴承，除去挥发性溶剂。根据该方法，含有极压添加剂的防锈和抗震薄膜涂覆在轴承的所有表面上。因而，阻止了由于运输过程中路况不好导致的轴承变形。
适用的防锈和抗震薄膜涂覆于轴承的所有表面，包括座圈、内圈、外圈和滚动部件例如滚珠。当根据本发明的轴承装配于电动机中时，电动机可以忍受运输时的恶劣路况下的震动，并且比轴承间隙中填充油脂成份或者含有极压添加剂的润滑油的情况下的表现要好得多。
本发明的优选实施方式在下述详细说明和实施例中举例说明。但是，应当清楚的是，本发明不应当仅仅局限于所描述的实施方案。发明详述本发明提供了一种自身抗震的轴承。所述轴承用一种薄膜涂覆，所述薄膜由含有0.5-10wt％的极压添加剂的防锈油形成。适用的极压添加剂是有机金属化合物、有机脂肪酸化合物、有机脂肪酸衍生物、有机磷酸化合物或两种或多种上述化合物的结合。优选地，防锈油中的极压添加剂含量是1-4wt％。
本发明适用的有机金属化合物是满足下述条件的化合物能够被吸附在金属表面上并且形成一种非常有活性的涂层薄膜。所述化合物作为一种极压添加剂，加入来改善高负荷和低速下的耐煅烧性、载荷量和耐磨性。特别是，优选使用二磷酸钼(Mo-DTP)、二硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC)或磷酸三甲苯酯(TCP)。
其它适用作极压添加剂的化合物，例如金属二烃基二硫代磷酸盐、金属二烃基二硫代氨基甲酸盐或环烷酸盐，可以单独使用或结合使用。
本发明用作极压添加剂的金属二烃基二硫代磷酸盐的例子包括二甲基二硫代磷酸锌、丁基异辛基二硫代磷酸锌、二-(4-甲基-2-戊基)二硫代磷酸锌、二-(四丙烯基苯基)二硫代磷酸锌、(2-乙基-1-己基)二硫代磷酸锌、异辛基二硫代磷酸锌、(乙基苯基)二硫代磷酸锌、(戊基)二硫代磷酸锌和二-(己基)二硫代磷酸锌。除了上述的锌，作为极压添加剂的金属可以是例如铅、镉和锑。
本发明用作极压添加剂的有机脂肪酸化合物或有机脂肪酸衍生物的例子包括油酸、环烷酸、松香酸(树脂酸)、羊毛脂脂肪酸、琥珀酸和氨基酸衍生物。作为琥珀酸化合物，优选链烯基琥珀酸或其酸酐。作为琥珀酸衍生物，例子有琥珀酸、烷基琥珀酸、烷基琥珀酸半酯、链烯基琥珀酸、链烯基琥珀酸半酯和琥珀酰亚胺。琥珀酸衍生物可以单独使用或任意结合使用。
本发明用作极压添加剂的所述有机磷化合物优选是一种亚磷酸酯。所述亚磷酸酯的例子包括亚磷酸三辛酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三甲苯酯、亚磷酸二-2-乙基己基酯、亚磷酸十三烷基酯、亚磷酸氢二丁基酯、亚磷酸三壬基苯基酯、亚磷酸氢二月桂基酯、亚磷酸二苯基单癸基酯、三硫代亚磷酸三月桂基酯和亚磷酸氢二苯基酯。
根据本发明，磷酸酯可以用作极压添加剂。所述磷酸酯的例子包括三苯基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三丁基磷酸酯、三(2-乙基己基)磷酸酯、三癸基磷酸酯、二苯基单(2-乙基己基)磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三辛基磷酸酯和三硬脂酰基磷酸酯。
酸式磷酸酯也适用作为本发明的极压添加剂。所述酸式磷酸酯是甲基酸式磷酸酯、异丙基酸式磷酸酯、丁基酸式磷酸酯、2-乙基己基酸式磷酸酯、异癸基酸式磷酸酯、三癸基酸式磷酸酯和月桂基酸式磷酸酯。
基于形成防锈薄膜的防锈油的总重量，加入的所述有机金属化合物、有机脂肪酸化合物或衍生物或有机磷酸化合物的用量为0.5-10wt％。如果低于0.5wt％，具有自吸收功能的防锈涂层薄膜不能形成，得不到需要的性能。另一方面，如果加入0.5wt％或更多，证实其抗震性能甚至更差。优选使用1-4％的极压添加剂。
在本发明中，特别是，适用一种或多种二硫代磷酸钼和/或二硫代氨基甲酸钼，其中二硫代磷酸钼通常由通式(i)表示， 其中R1、R2、R3和R4是具有1-24个碳原子的烷基或具有6-30个碳原子的芳基，并且二硫代氨基甲酸钼通常由通式(ii)表示。 其中R5、R6、R7和R8是具有1-24个碳原子的烷基且X是O或S。
基于形成涂层的防锈油的总重量计，一种或多种选自二硫代磷酸钼和二硫代氨基甲酸钼的有机钼化合物的加入量优选为0.5-10wt％，更优选为1-4wt％。
在装配过程中，含有极压添加剂的防锈薄膜在轴承部件的所有部位形成，轴承部件例如座圈、内圈和外圈，滚动部件例如滚珠即便在运输中受到突然的震动，也能得到完全的保护。所述保护是在运输前形成的含有极压添加剂的薄膜的结果。
根据本发明，轴承的外圈和内圈以及滚动部件优选是高性能的铬轴承钢，并且是抗腐蚀的马氏体不锈钢。对于高性能铬轴承钢，例如优质真空排气高性能铬钢(JISG4805SUJ2，AISI/SAE52100)。对于马氏体不锈钢，有DD400，SUS440C(JISG430344C，AISI440C)。作为滚动部件的材料，基于陶瓷材料的氮化硼也适用。
对于用于本发明的防锈油，可使用熟知的防锈油。例如，可以是一种矿物油或合成油，例如二酯、多元醇酯和聚(α-烯烃)(PAO)。
本发明包含于防锈油中的防锈剂包括脱水山梨糖醇酯防锈剂、羧酸防锈剂、羧酸盐防锈剂、磺酸盐防锈剂、胺防锈剂、磷防锈剂和磷酸盐防锈剂。本发明适用的脱水山梨糖醇酯防锈剂是脱水山梨醇单月桂酸酯、脱水山梨醇三月硅酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、脱水山梨醇单油酸酯和脱水山梨醇三油酸酯。可以使用其中的一种物质或两种或多种的混合物。
适用于本发明的羧酸防锈剂包括十一酸、豆蔻酸、硬脂酸、十二烷基苯基硬脂酸、对正十二烷基邻羟苯甲酸、α-羟基棕榈酸及其类似物。使用的羧酸盐防锈剂是月桂酸锌、naphtate锌、苯基硬脂酸钡、naphtate钙及其类似物。
适用于本发明的磺酸盐防锈剂是磺酸锌、石油磺酸钡、石油磺酸钙及其类似物。胺防锈剂包括octadencenyl胺、环己胺等等。磷防锈剂是三-对-甲苯基磷酸酯、十六烷基甲基磷酸酯及其类似物。
优选脱水山梨醇酯防锈剂用作本发明的防锈剂。而且，用于存储设备的轴承的本发明的防锈化合物可以包括稳定剂、抗氧剂或表面活性剂，使用的上述物质为本领域熟练技术人员通常使用的，包含于本发明的范围内。
本发明的另一个方面提供了一种具有自身抗震功能的轴承制备方法。在轴承的装配和清洗之后，但在加入极压添加剂至填充轴承间隙的润滑油或润滑脂组合物中之前，将轴承浸入防锈溶液浴中，所述防锈溶液包括一种挥发性溶剂和一种防锈油，所述防锈油含有0.5-10wt％，优选1-4wt％的极压添加剂，优选防锈油包括一种防锈剂。干燥轴承，除去挥发性溶剂。根据该方法，含有极压添加剂的防锈和抗震薄膜涂覆在轴承的所有表面上。因而，阻止了由于运输过程中路况不好导致的轴承变形。
适用的防锈和抗震薄膜涂覆于轴承的所有表面，包括座圈、内圈、外圈和滚动部件例如滚珠。当本发明的轴承装配于电动机中时，电动机可以忍受运输时的恶劣路况下的震动，并且比轴承间隙中填充油脂成份或者含有极压添加剂的润滑油的情况下的表现得要好得多。
根据本发明，安装轴承，清洗安装后的轴承，然后浸入一种防锈处理溶液浴中，所述溶液含有一种挥发性溶剂和一种防锈油，所述防锈油包括一种防锈剂和一种极压添加剂。接着干燥轴承并且去除挥发性溶剂。这样，包含极压添加剂的的防锈且抗震薄膜遍布于轴承的表面上，形成了抗震轴承。防锈油和挥发性溶剂的比率为1∶99-10∶90(体积百分比)。对于挥发性溶剂，适用氟类溶剂或醇类溶剂。
在本发明的另一个方面，润滑脂或润滑油任意地注入本发明制备的抗震轴承的轴承间隙中。适用的含有一种0.5-5wt％的极压添加剂润滑脂或润滑油分配在抗震轴承的轴承间隙，它使得轴承具有优异的忍耐在恶劣路况上运输导致的震动的性能。
抗震轴承可以用作空调器或信息设备的电动机。更具体地，可以嵌入计算机的HDD(硬盘驱动器)或FDD(软磁盘机)、CDD(镭射碟驱动器)、MOD(光盘驱动器)、VRC(录像机)、电源部件及其类似物。因而，可以得到大型运输体系的优点，因为含有所述轴承的电动机在运往装配工厂的途中不需要特别的包装。不需要额外的包装或在特定方向上的准备和旋转包装，大大节省了费用。而且，另外一个优点是润滑油分散较好的电动机的老化时间能够缩短。
本发明的又一个方面提供了一种用于涂覆抗震轴承的形成薄膜的溶液。形成薄膜的溶液包含一种挥发性溶剂、一种防锈油、一种防锈剂和一种极压添加剂，所述添加剂的用量为防锈油的0.5-10wt％，优选为1-4wt％。所述溶剂适用一种氟基溶剂或任意的一种醇基溶剂。适用的极压添加剂是一种或多种有机金属化合物、有机脂肪酸化合物、有机脂肪酸衍生物或有机磷酸化合物，优选为二磷酸钼(Mo-DTP)，二硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC)或磷酸三甲苯酯(TPC)。形成薄膜的溶液防锈油与挥发性溶剂的体积比优选为1∶99-10∶90。
通常使用的轴承(608)。在轴承装配以后，轴承被清洗，浸入含有防锈处理的溶液浴中，所述溶液由一种挥发性溶剂和一种防锈油组成，所述防锈油含有一种防锈剂和一种如表1所示的极压添加剂。所述轴承干燥且去除挥发性溶剂。将得到的具有涂覆在轴承所有表面的抗震薄膜的轴承进行测试，所述抗震薄膜中含有极压添加剂。
表1
POE 多元醇酯DE 二酯
CE碳酸酯(包含具有13-15个碳原子的支链烷基)A脱水山梨醇单月桂酸酯B脱水山梨醇三硬脂酸酯C脱水山梨醇一油酸酯G润滑脂O润滑油MoDTP二硫代磷酸钼MoDTC二疏代氨基甲酸钼TCP磷酸三甲苯酯使用的润滑脂是日本未审专利公开申请2001-139979中披露的熟知的润滑脂，含有一种作为基油的碳酸酯和作为增稠剂的硬脂酸锂。使用的润滑油是熟知的相关的聚(d-烯烃)油。
表1的轴承安装于空调器的发动机中。在表2所述的条件下进行抗震测试。
表2
结论见表3表3
在室温下，轴承的性能测试通过其声学性能来测试。低波段(L)、中波段(M)和高波段(H)的Anderon值通过下述方式测量当滚珠轴承的内环转速为1800rpm时，将滚珠轴承的固定外环表面与一个加速传感器接触，在外环的直径方向震动。作为震动频率波段的的每个Anderon波段通过声学噪音来规定低波段(L)50Hz-300Hz中波段(M)300Hz-1800Hz高波段(H)1800Hz-10000Hz。
Anderon的M波段的噪音通常定义为是人类的耳朵讨厌的音量。
所得结论通过下述三个等级评价。
○测试前到测试后几乎观察不到变化。
(0.1或更小)□测试前到测试后可以观察到小变化。
(0.1～小于0.2)×测试前到测试后可以观察到大的变化。
(0.2或更大)从表3的结果可以观察到，根据本发明处理的轴承与未处理的对比实施例的轴承相比，能够忍受强烈震动。因而，含有本发明抗震薄膜的轴承作为部件，即便在恶劣路况下运输，性能也不会恶化。因此，家用电器的部件使用的许多信息设备或发动机在运往装配工厂的途中不需要特别的包装，通过减少包装材料的消耗，提供了工业化优势。
前述部分仅仅是对本发明主旨的举例说明。而且，对本领域熟练技术人员来说可以出现很多的变化，不能将本发明限定在上述精确的构造、实施例和操作中，所有根据本发明所作的适当改动和同等变化也落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种自身抗震轴承，包括在所述轴承的表面上涂覆一层薄膜的轴承；所述薄膜由含0.5-10wt％极压添加剂的防锈油形成。
2.根据权利要求1的自身抗震轴承，其中所述薄膜涂覆在所述轴承的所有表面上。
3.根据权利要求2的自身抗震轴承，还包括所述轴承具有一个内圈、一个外圈和滚动部件；所述内圈、外圈和所述滚动部件涂覆有所述薄膜。
4.根据权利要求2的自身抗震轴承，其中所述极压添加剂是一种或多种选自下述物质的化合物有机金属化合物、有机脂肪酸化合物、有机脂肪酸衍生物或有机磷酸化合物。
5.根据权利要求2的自身抗震轴承，其中所述极压添加剂是一种二硫代磷酸钼或一种二硫代氨基甲酸钼，所述二硫代磷酸钼通常由下述通式(i)表示 其中R1、R2、R3和R4是具有1-24个碳原子的烷基或具有6-30个碳原子的芳基；所述二硫代氨基甲酸钼通常由通式(ii)表示 其中R5、R6、R7和R8是具有1-24个碳原子的烷基且X是O或S。
6.根据权利要求5的自身抗震轴承，其中所述极压添加剂包含二种或多种选自二硫代磷酸钼和二硫代氨基甲酸钼的化合物。
7.根据权利要求6的自身抗震轴承，其中所述极压添加剂是一种二硫代磷酸钼和一种二硫代氨基甲酸钼。
8.根据权利要求1-7的自身抗震轴承，其中所述防锈油是一种矿物油或合成油。
9.根据权利要求8的自身抗震轴承，其中所述防锈油是一种碳酸酯、二酯、多元醇酯和聚(α-烯烃)(PAO)。
10.根据权利要求2的自身抗震轴承，其中所述极压添加剂是一种或多种选自二磷酸钼(Mo-DTP)、二硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC)或磷酸三甲苯酯(TCP)的化合物。
11.根据权利要求2的自身抗震轴承，其中所述防锈油包含一种或多种防锈剂，所述防锈剂选自脱水山梨糖醇酯防锈剂、羧酸防锈剂、羧酸盐防锈剂、磺酸盐防锈剂、胺防锈剂、磷防锈剂和磷酸盐防锈剂。
12.根据权利要求1-8任一的自身抗震轴承，其中所述轴承含有间隙，润滑脂或润滑油分布在其间。
13.根据权利要求12的自身抗震轴承，其中所述润滑脂或润滑油含有0.5-5wt％的极压添加剂。
14.一种自身抗震轴承的制备方法，包括a)装配所述轴承；b)清洗所述轴承；c)将所述轴承浸入一种防锈处理溶液浴中；d)所述形成薄膜溶液，包含i)一种挥发性溶剂；ii)一种防锈油；iiii)一种防锈剂；和iv)一种重量为所述防锈油0.5-10wt％的极压添加剂；e)干燥所述轴承，去除挥发性溶剂，形成一层涂覆在所述轴承所有表面的防锈且抗震薄膜。
15.根据权利要求14的自身抗震轴承的制备方法，其中所述轴承包括一个内圈、一个外圈和具有多个表面的滚动部件；所述防锈且抗震薄膜在所有表面上形成。
16.根据权利要求15的自身抗震轴承的制备方法，其中所述极压添加剂是一种或多种选自下述物质的化合物有机金属化合物、有机脂肪酸化合物、有机脂肪酸衍生物或有机磷酸化合物。
17.根据权利要求16的自身抗震轴承的制备方法，其中所述极压添加剂是一种二硫代磷酸钼或一种二硫代氨基甲酸钼，所述二硫代磷酸钼通常由下述通式(i)表示 其中R1、R2、R3和R4是具有1-24个碳原子的烷基或具有6-30个碳原子的芳基；且所述二硫代氨基甲酸钼通常由通式(ii)表示 其中R5、R6、R7和R8是具有1-24个碳原子的烷基且X是O或S。
18.根据权利要求17的自身抗震轴承的制备方法，其中所述极压添加剂包含二种或多种选自二硫代磷酸钼和二硫代氨基甲酸钼的化合物。
19.根据权利要求18的自身抗震轴承的制备方法，其中所述极压添加剂是一种二硫代磷酸钼和一种二硫代氨基甲酸钼。
20.根据权利要求15的自身抗震轴承的制备方法，其中极压添加剂是一种或多种选自二磷酸钼(Mo-DTP)、二硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC)或磷酸三甲苯酯(TCP)的化合物。
21.根据权利要求15的自身抗震轴承的制备方法，其中所述防锈油是一种矿物油或合成油。
22.根据权利要求21的自身抗震轴承的制备方法，其中所述防锈油是一种碳酸酯、二酯、多元醇酯和聚(α-烯烃)(PAO)。
23.根据权利要求15的自身抗震轴承的制备方法，其中所述防锈油包含一种或多种防锈剂，所述防锈剂选自脱水山梨糖醇酯防锈剂、羧酸防锈剂、羧酸盐防锈剂、磺酸盐防锈剂、胺防锈剂、磷防锈剂和磷酸盐防锈剂。
24.根据权利要求15的自身抗震轴承的制备方法，其中防锈油与挥发性溶剂的体积比为1∶99-10∶90。
25.根据权利要求14的自身抗震轴承的制备方法，其中所述轴承含有间隙，润滑脂或润滑油分布在其间。
26.一种用于涂覆轴承以提供抗震性能的形成薄膜溶液包含所述形成薄膜溶液，该形成薄膜溶液包含a)一种挥发性溶剂；b)一种防锈油；c)一种防锈剂；和d)一种重量为所述防锈油0.5-10wt％的极压添加剂。
27.根据权利要求26的用于涂覆轴承以形成抗震性能的形成薄膜溶液，其中所述溶剂是氟基溶剂。
28.根据权利要求27的用于涂覆轴承以形成抗震性能的形成薄膜溶液，其中所述极压添加剂是一种或多种选自下述物质的化合物有机金属化合物、有机脂肪酸化合物、有机脂肪酸衍生物或有机磷酸化合物。
29.根据权利要求28的用于涂覆轴承以形成抗震性能的形成薄膜溶液，其中所述极压添加剂是一种或多种选自二磷酸钼(Mo-DTP)、二硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC)或磷酸三甲苯酯(TCP)的化合物。
30.根据权利要求29的用于涂覆轴承以形成抗震性能的形成薄膜溶液，其中所述极压添加剂为所述防锈油重量的1-4％。
31.根据权利要求29的用于涂覆轴承以形成抗震性能的形成薄膜溶液，其中防锈油与挥发性溶剂的体积比为1∶99-10∶90。
32.根据权利要求1-13任一的自身抗震轴承，其中所述极压添加剂为所述防锈油重量的1-4％。
33.根据权利要求14-24任一的自身抗震轴承的制备方法，其中所述极压添加剂为所述防锈油重量的1-4％。
34.一种包含权利要求2的轴承的信息设备的电动机。
35.一种含有一个或多个权利要求2的轴承的信息设备，所述设备选自HDD(硬盘驱动器)或FDD(软磁盘机)、CDD(镭射碟驱动器)、MOD(光盘驱动器)、VRC(录像机)。
36.一种含有一个或多个权利要求2的轴承的空调器。
全文摘要
本发明提供了一种自身抗震轴承。所述轴承上涂覆由防锈油形成的薄膜，所述防锈油含有0.5－10wt％的一种极压添加剂。适用的极压添加剂为有机金属化合物、有机脂肪酸化合物、有机脂肪酸衍生物、有机磷酸化合物或上述两种或多种化合物的结合。当在装配过程中于轴承部件的所有表面上形成含极压添加剂的防锈薄膜时，即便在运输中遭到突然的震动，轴承的部件也能得到完全的保护。
文档编号C10M129/44GK1469053SQ03140998
公开日2004年1月21日 申请日期2003年5月21日 优先权日2002年5月21日
发明者秋山元治, 吉村典之, 之 申请人:美蓓亚株式会社