专利名称：一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种滑动轴承内孔涂层的制备方法，尤其涉及一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，属于涂层技术领域。
背景技术：
滑动轴承是常用的机械零件，由旋转的轴颈和固定的轴承座构成，和轴颈接触的轴承座内表面称为轴瓦或轴承衬。轴瓦或轴承衬的常用材料为轴承合 金、青铜、铝基合金、锌基合金等，由于轴承合金在耐磨性能、塑性、跑合性能、导热性能、油液吸附性能以及抗胶合性能等方面表现良好，所以在重载或高速情况下使用较多；但是，轴承合金的强度较小，价格较贵，一般采用离心浇铸的方式铸造在钢、铁等轴承座的工作表面，形成滑动轴承的工作表面。为了节省材料，降低成本，人们通过热喷涂技术进行滑动轴承内孔表面制备轴承合金涂层，但是由于受到现有热喷涂设备和操作方法的制约，热喷涂技术制备的各种功能涂层大多局限于零件的外表面和较大的内孔表面，一旦孔径小于35mm，施工困难，如果零件型腔表面特殊，则无法施工。因此，对于孔径较小滑动轴承内孔表面，目前还没有一种高效、合理的热喷涂制备工艺。
发明内容
针对上述需求，本发明提供了一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，该制备方法实现了对孔径较小的滑动轴承进行内孔表面轴承合金的涂覆，有效节省了合金材料，降低了制备成本。本发明是一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，该制备方法包括如下步骤a)芯轴上涂覆底料，b)工装的装夹，c)喷涂轴承合金层，d)喷涂外层钢体，e)取出芯轴，f)轴承热处理。在本发明一较佳实施例中，所述的步骤a)中，底料由金属层和耐火涂层组成，金属层原料为低熔点金属Al或Sn,金属层厚度约为I. 5mm ;耐火涂层由耐高温粘结剂和耐火材料配制而成，可耐1400°C左右的高温。在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b)中，芯轴连同底座安装在热喷涂用的旋转工作台上，在距离芯轴60mm处设置固定挡板；工装还需进行预热处理，温度控制在100°C以下。在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c)中，轴承合金层采用等离子喷涂工艺进行制备，等离子气体选用Ar气，喷涂距离控制在80-100mm，角度为40°，轴承合金离子以120-140m/s的速度喷射到芯轴外层，工作台转速控制在0. 2-0. 3m/s。在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d)中，外层钢体采用电弧喷涂工艺进行制备，电弧电压控制在26-28V，电流为120-140A，喷涂距离为100_120mm，空气压力为
1-1. 2MPa，喷涂过程中采用氮气作为喷涂介质气流，该电弧喷涂工艺重复实施3-4次。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤e)中，芯轴的加热温度控制在2800C -300°C左右。在本发明一较佳实施例中，所述的步骤f)中，热处理的加热温度控制在8000C _840°C，时间为1-1. 5小时，在炉内冷却至500-550°C后出炉空冷。本发明揭示了一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，该制备方法工序安排合理，可实现对孔径较小的滑动轴承进行内孔表面轴承合金的涂覆，替代了现有的离心铸造工艺，有效节省了合金材料，降低了制备成本；同时，通过该制备方法制得的轴承合金层结构强度高、表面质量优良，耐用度持久。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
图I是本发明实施例小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法工序步骤图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。图I是本发明实施例小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法工序步骤图；该制备方法包括如下步骤a)芯轴上涂覆底料，b)工装的装夹，c)喷涂轴承合金层，d)喷涂外层钢体，e)取出芯轴，f )轴承热处理。
实施例本发明提及的小孔径滑动轴承内表面涂层的具体制备方法如下
a)芯轴上涂覆底料，芯轴为本发明得以实施的关键部件，其材料选用耐热钢，芯轴直径比所需制备的滑动轴承的内孔孔径小2-2. 5mm ;底料由金属层和耐火涂层组成，金属层原料为低熔点金属，其原料可以是熔点为200°C左右的Al或Sn，金属材料通过熔敷的方式成型于芯轴外表面，成型后的金属层厚度约为I. 5mm ;金属层冷却后，在其外部涂刷耐火涂料，形成耐火涂层，该耐火涂层由耐高温粘结剂和耐火材料配制而成，可耐1400°C左右的高温；
b)工装的装夹，将芯轴连同底座一并安装在热喷涂用的旋转工作台上，在距离芯轴60_处设置固定挡板，以免热喷涂时涂料溅射在工作台上；工装安装完毕后，需要进行预热处理，预热温度控制在100°C以下；
c)喷涂轴承合金层，轴承合金层采用等离子喷涂工艺进行制备，轴承合金材料主要是锡基、铅基或铝基轴承合金；等离子喷涂实施过程中，等离子气体选用Ar气，喷涂距离控制在80-100mm，角度为40°，轴承合金离子以120-140m/s的速度喷射到芯轴外层，工作台转速控制在0. 2-0. 3m/s，成型后的轴承合金层的厚度约为20-30um ;喷涂完毕后，还需对涂层进行清理，该工序可采用喷砂处理，喷砂压力控制在0. 6-0. 8MPa，砂型为颗粒度400目的石英砂，喷砂处理可清除涂层表面的氧化物和浮灰，还可以对涂层表面产生粗化效果，可为下道工序做准备，提高外层钢体与轴承合金的结合强度；
d)喷涂外层钢体，外层钢体的材料可选用不锈钢或合金调质钢，外层钢体采用电弧喷涂工艺进行制备，电弧电压控制在26-28V，电流为120-140A，喷涂距离为100_120mm，空气压力为1-1. 2MPa，喷涂过程中采用氮气作为喷涂介质气流，喷涂工艺重复实施3-4次，可制得厚度为4_左右的外层钢体；
e)取出芯轴，芯轴从工作台上卸下后，在加热炉内进行加热处理，加热温度需超过底料的熔点，温度控制在280°C _300°C左右，使低熔点金属层完全融化；撤出芯轴后，即可获得所需要的内孔表面为轴承合金的滑动轴承毛坯；
f)轴承热处理，为了进一步稳定复合材料层的尺寸和性能，还需进行退火处理，加热温度控制在800°C _840°C，时间为1-1. 5小时，在炉内冷却至500-550°C后出炉空冷。本发明揭示了一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，其特点是该制备方法工序安排合理，可实现对孔径较小的滑动轴承进行内孔表面轴承合金的涂覆，替代了现有的离心铸造工艺，有效节省了合金材料，降低了制备成本；同时，通过该制备方法制得的轴承合金层结构强度高、表面质量优良，耐用度持久。 以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
权利要求
1.一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤a)芯轴上涂覆底料，b)工装的装夹，c)喷涂轴承合金层，d)喷涂外层钢体，e)取出芯轴，f)轴承热处理。
2.根据权利要求I所述的小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤a)中，底料由金属层和耐火涂层组成，金属层原料为低熔点金属Al或Sn，金属层厚度约为I. 5mm ;耐火涂层由耐闻温粘结剂和耐火材料配制而成，可耐140CTC左右的闻温。
3.根据权利要求I所述的小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤b)中，芯轴连同底座安装在热喷涂用的旋转工作台上，在距离芯轴60mm处设置固定挡板；工装还需进行预热处理，温度控制在100°C以下。
4.根据权利要求I所述的小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤c)中，轴承合金层采用等离子喷涂工艺进行制备，等离子气体选用Ar气，喷涂距离控制在80-100mm，角度为40°，轴承合金离子以120-140m/s的速度喷射到芯轴外层，工作台转速控制在0. 2-0. 3m/s。
5.根据权利要求I所述的小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤d)中，外层钢体采用电弧喷涂工艺进行制备，电弧电压控制在26-28V，电流为120-140A，喷涂距离为100-120mm，空气压力为1_1. 2MPa，喷涂过程中采用氮气作为喷涂介质气流，该电弧喷涂工艺重复实施3-4次。
6.根据权利要求I所述的小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤e)中，芯轴的加热温度控制在280°C _300°C左右。
7.根据权利要求I所述的小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤f)中，热处理的加热温度控制在800°C _840°C，时间为1-1. 5小时，在炉内冷却至500-550°C后出炉空冷。
全文摘要
本发明公开了一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，该制备方法包括如下步骤a)芯轴上涂覆底料，b)工装的装夹，c)喷涂轴承合金层，d)喷涂外层钢体，e)取出芯轴，f)轴承热处理。本发明揭示了一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法，该制备方法工序安排合理，可实现对孔径较小的滑动轴承进行内孔表面轴承合金的涂覆，替代了现有的离心铸造工艺，有效节省了合金材料，降低了制备成本；同时，通过该制备方法制得的轴承合金层结构强度高、表面质量优良，耐用度持久。
文档编号C23C4/12GK102776467SQ20121028365
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者蒋泽锋 申请人:昆山乔锐金属制品有限公司