专利名称：轴承表面防腐蚀处理工艺方法
技术领域：
本发明属于一种表面处理技术在轴承防腐蚀中的应用，主要涉及一种轴承表面防腐蚀处理工艺方法。
背景技术：
随着现代科学技术的发展，对材料和设备以及机械零部件的使用性能和要求也越来越高。轴承工作的环境日趋多元化，越来越多特殊要求的轴承应允而生。很多行业要求轴承在暴露的环境下工作，例如风力发电机组、港口机械、石油钻机、雷达等专用轴承。因此就需要轴承具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化等多种功能，以延长轴承的使用寿命。以往轴承为了防止腐蚀，往往采用磷化、电镀、法兰、刷漆等工艺，其工艺复杂且防腐蚀性能差。
要使轴承具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化等功能，需要对轴承进行特殊的表面处理，即在轴承表面上，制造一个特殊的工作表面，我们把这种特殊的工作表面叫做涂层，采用热喷涂方法可以有效满足上述要求。热喷涂是以某种形式的热源将喷涂材料加热，受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的喷涂层。热喷涂涂层将大大增加工件的工作性能及使用寿命，给现有的工件以增值的效益。
热喷涂材料是热喷涂技术的重要组成部分。它与热喷涂工艺及热喷涂设备共同构成热喷涂技术的主体。喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态，涂层的材料的选择既可以使金属、塑料，也可以是几种材料的混合体以达到一系列的规定的物理参数。而不同的喷涂材料也可以选用相应的喷涂工艺进行作业。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴承表面防腐蚀处理工艺方法，使经过防腐蚀处理的轴承具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化等功能，从而延长轴承的使用寿命。
本发明的目的可采用如下技术方案来实现先对轴承基体表面进行清洗，然后喷砂处理，再利用高速氧—燃气喷枪或丝材电弧喷枪在轴承表面上喷涂一层金属层，之后除去喷涂层表面附着的颗粒，最后用有机涂料对喷涂层进行封闭处理。
上述工艺方法的具体实施步骤为1.对轴承基体表面进行清洗。其目的主要是除油。由于轴承在机械加工中会有加工用油浸润在基体中，而油脂的存在会严重影响喷涂质量，因此，本发明采用溶剂油对基体进行清洗。对于难以清洗的重油污，则采用松香进行热清洗，直到用餐巾纸进行粘试检查无油物为止。
2.基体表面的喷砂处理用空气压缩机将适当的磨料连续喷射到工件表面以充分除锈、清理和粗化，直至呈现出金属本色的外观和均匀的轮廓形貌，达到完全清洁和粗糙，即表面清洁度和粗糙度等级达到Sa 3级。喷砂用磨料选用粒度为0.5～1.5mm的冷硬低磷铸铁砂或刚玉砂。压缩空气压力为0.63～0.77MPa。
3.在喷砂处理后对基体表面进行金属层的热喷涂施工喷涂设备采用高速氧—燃气喷枪或丝材电弧喷枪，金属丝采用纯铝、纯锌、铝合金丝、锌合金丝或锌铝合金丝，其直径在φ1.0～3.0mm之间，喷涂之前应对金属丝进行处理，除去表面的油污及污物。涂层厚度不低于0.2mm。
a.采用高速氧—燃气喷枪火焰喷涂。气体压力为氧气0.3～0.6MPa，燃气(乙炔)0.05～0.1MPa，压缩空气0.5～0.6MPa。
b.采用丝材电弧喷枪喷涂。工作电压22～44V，压缩空气压力为0.5～0.7MPa。
上述的金属材料中铝应符合GB/T 3190-1996中的1060的质量要求，Al≥99.6％；锌应符合GB/T 470-1997中的Zn99.99的质量要求，Zn≥99.99％；铝合金中铝的成分应符合GB/T 3190-1996中的1070A的质量要求，即Al≥99.7％；铝合金可以使用GB/T 3190-1996中的5A05，即含5％Mg的铝合金。
锌合金中锌的成分应符合GB/T 470-1997中的Zn99.99的质量要求，即Zn≥99.99％；合金中金属的允许偏差量为规定值的±1％。
也可选用不同比例的锌铝合金，例如87％Zn-13％Al到65％Zn-35％Al(典型的锌铝合金是85％Zn-15％Al)。
4.除去喷涂层表面附着的颗粒可采用一般的手动砂轮机或砂布进行处理，并用压缩空气吹干净。
5.涂层的封闭处理对金属涂层进行封孔处理，其目的是尽可能地将涂层孔隙堵住，并填平其凹坑，以延长涂层的使用寿命。本发明采用的是用有机涂料对涂层进行封闭处理。涂料为环氧富锌底漆、氯化橡胶漆或聚胺酯漆，采用喷涂或刷涂工艺。具体实施为先喷(或刷)一遍环氧富锌底漆，再喷(或刷)一遍(或两遍)氯化橡胶漆或一遍聚胺酯面漆。该有机漆的组合具有良好的防腐蚀作用及良好的抗紫外线功能，可以使涂层在大气暴露中防护20年以上。
本发明所采用的轴承防腐技术，是在轴承的非工作面上采用热喷涂金属并辅以涂料保护的方法进行防腐。主要用于工作在暴露环境中的轴承，如在大气暴露环境中工作的风力发电机组轴承、港口机械轴承、海上石油钻机轴承、雷达轴承等。由于轴承的表面防腐为局部防腐，喷涂时需用挡板对非喷涂表面进行防护，尤其是滚道、齿面、安装孔、密封圈等部位应覆盖保护好。该表面防腐蚀处理工艺的运用为轴承的工作环境开辟了新的空间，极大地提高了轴承的使用寿命。经本发明工艺处理过的轴承具有良好的防腐蚀作用及良好的抗紫外线功能，可以使涂层在大气暴露中防护20年以上。
具体实施例方式
实施例1本发明对轴承表面进行防腐蚀处理的工艺步骤为(1)采用溶剂油对轴承基体进行清洗，并用餐巾纸进行粘试检查。
(2)基体表面的喷砂处理轴承基体被清洗后，用空气压缩机将适当的磨料连续喷射到工件表面以充分除锈、清理和粗化，直至呈现出金属本色的外观和均匀的轮廓形貌，达到完全清洁和粗糙。喷砂用磨料选用粒度为0.5mm的冷硬低磷铸铁砂，压缩空气压力为0.65MPa。非防腐面采用挡板进行防护。
(3)对基体表面进行金属层的热喷涂施工喷涂设备采用高速氧一燃气喷枪高速火焰喷涂，气体压力为氧气0.3MPa，乙炔0.07MPa，压缩空气0.5MPa。金属丝采用纯铝，其质量符合GB/T 3190-1996中1060的要求，Al≥99.6％，直径为φ2.0mm。喷涂之前对金属丝进行处理，除去表面的油污及污物。涂层厚度0.25mm。非防腐面采用挡板进行防护。
(4)除去喷涂层表面附着的颗粒采用手动砂轮机或砂布进行处理，并用压缩空气将喷涂层表面吹干净。
(5)涂层的封闭处理先喷一遍环氧富锌底漆，再喷两遍氯化橡胶漆。非防腐面采用专用的挡板进行防护。
实施例2本发明对轴承表面进行防腐蚀处理的工艺步骤为(1)采用溶剂油对轴承基体进行清洗，并用餐巾纸进行粘试检查。
(2)基体表面的喷砂处理用空气压缩机将适当的磨料连续喷射到工件表面以充分除锈、清理和粗化，直至呈现出金属本色的外观和均匀的轮廓形貌，达到完全清洁和粗糙。喷砂用磨料选用粒度为1.0mm的冷硬低磷铸铁砂。压缩空气压力为0.7MPa。非防腐面采用挡板进行防护。
(3)对基体表面进行金属层的热喷涂施工采用高速氧—燃气喷枪高速火焰喷涂。采用φ3.0mm的纯锌丝材，其质量符合GB/T 470-1997中Zn99.99的要求。气体压力为氧气0.45MPa，乙炔0.08MPa，压缩空气0.55MPa。涂层厚度为0.3mm。非防腐面采用挡板进行防护。
(4)除去喷涂层表面附着的颗粒采用手动砂轮机或砂布进行处理，并用压缩空气将喷涂层表面吹干净。
(5)涂层的封闭处理先刷一遍环氧富锌底漆，再刷一遍聚胺酯面漆。
实施例3本发明对轴承表面进行防腐蚀处理的工艺步骤为
(1)采用溶剂油对轴承基体进行清洗，并用餐巾纸进行粘试检查。
(2)基体表面的喷砂处理用空气压缩机将适当的磨料连续喷射到工件表面以充分除锈、清理和粗化，直至呈现出金属本色的外观和均匀的轮廓形貌，达到完全清洁和粗糙。喷砂用磨料选用粒度为1.0mm的刚玉砂。压缩空气压力为0.7MPa。非防腐面采用挡板进行防护。
(3)对基体表面进行金属层的热喷涂施工采用丝材电弧喷枪喷涂，丝材直径为φ2.0mm锌铝合金(85％Zn-15％Al)，工作电压22～44V，压缩空气压力为0.6MPa。非防腐面采用挡板进行防护。
(4)除去喷涂层表面附着的颗粒采用手动砂轮机或砂布进行处理，并用压缩空气将喷涂层表面吹干净。
(5)涂层的封闭处理先喷一遍环氧富锌底漆，再喷一遍聚胺酯面漆。非防腐面采用专用的挡板进行防护。
由于热喷涂技术已为成熟技术，因此上述实施例对喷涂工艺叙述略为简单。但在轴承中的应用仍为新技术。由于轴承的表面喷涂为局部喷涂，喷涂时需用专用的挡板进行防护，尤其是滚道、齿面、安装孔、密封圈等部位应覆盖保护好，难度相对较大。
上述实施例中，喷砂处理后应尽快喷涂，其间隔时间越短越好，最好在4小时内施工，潮湿或盐雾气氛下不可超过2小时。喷砂后，由于停留时间过长或其它原因，致使基体表面质量下降，严重影响喷涂质量时，应重新做喷砂处理。
上述实施例中，喷涂施工必须在如下条件下实施环境温度高于5℃或基体金属的温度至少比大气露点高3℃，在雨天、潮湿或含盐雾的气氛中，喷涂操作必须在室内或工棚中进行。若喷涂时发现涂层外观有明显的缺陷应立即停止喷涂，对于缺陷部位必须重新进行喷砂处理。
权利要求
1.一种轴承表面防腐蚀处理工艺方法，其特征在于其包括以下步骤首先对轴承的基体表面进行清洗，对清洗干净的基体表面进行喷砂处理，然后利用喷涂设备在喷砂处理过的轴承表面上喷涂一层金属层，并除去表面附着的颗粒，最后用有机涂料对喷涂层进行封闭处理。
2.根据权利要求1所述的轴承表面防腐蚀处理工艺方法，其特征在于采用溶剂油对基体进行清洗，并对重油污采用松香进行热清洗，直到用餐巾纸进行粘试检查无油物为止。
3.根据权利要求1所述的轴承表面防腐蚀处理工艺，其特征在于喷涂金属采用的是丝材纯铝、纯锌、铝合金丝、锌合金丝或锌铝合金丝。
4.根据权利要求1所述的轴承表面防腐蚀处理工艺，其特征在于采用有机涂层对金属涂层进行封闭处理，采用的涂层材料为环氧富锌底漆、氯化橡胶漆或聚胺酯面漆，具体步骤为先喷(或刷)一遍环氧富锌底漆，再喷(或刷)一遍(或两道)氯化橡胶漆或一遍聚胺酯面漆。
5.根据权利要求1所述的轴承表面防腐蚀处理工艺，其特征在于喷涂时用挡板对非喷涂表面进行防护。
全文摘要
本发明公开了一种轴承表面防腐蚀处理工艺方法，它是在轴承的非工作面上采用热喷涂金属并辅以涂料保护的方法进行防腐，其包括以下步骤首先对轴承的基体表面进行清洗，然后对清洗干净的基体表面进行喷砂处理，利用高速氧—燃气喷枪或丝材电弧喷枪喷涂设备在喷砂处理过的轴承表面上喷涂一层金属层，用手动砂轮机或砂布除去喷涂层表面附着的颗粒并用压缩空气吹干净，最后用有机涂料对喷涂层进行封闭处理。本发明主要用于工作在暴露环境中的轴承，其为轴承的工作环境开辟了新的空间，极大地提高了轴承的使用寿命。经本发明工艺处理过的轴承具有良好的防腐蚀作用及良好的抗紫外线功能，可以使涂层在大气暴露中防护20年以上。
文档编号C23F15/00GK1763248SQ20041006058
公开日2006年4月26日 申请日期2004年10月20日 优先权日2004年10月20日
发明者王景夏, 王卫东, 王黎峰, 张保晨, 周凯, 邹燕珍, 马新志, 谢兴会 申请人:洛阳轴承集团有限公司