一种花键轴表面涂覆工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种花键轴表面涂覆工艺。所述工艺首先在花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，再涂覆梯度层；所述梯度层是由尼龙1010向尼龙1010/石墨过渡的梯度材料。本发明采用环氧树脂粘合剂及尼龙1010/石墨梯度材料涂覆优于尼龙1010或尼龙1010-石墨混合物涂覆汽车花键轴的性能，且比尼龙11涂覆的花键轴具有明显的价格优势。
【专利说明】一种花键轴表面涂覆工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及花键轴的表面处理【技术领域】，尤其涉及一种花键轴表面涂覆工艺。
【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]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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】
[0007]本发明的目的在于针对现有问题的不足，提出了一种花键轴的表面涂覆工艺。
[0008]本发明结合尼龙的柔韧性与石墨等材料的导热、耐磨及减摩性，采用双枪静电喷涂技术在汽车花键轴表面由内到外涂覆尼龙1010向尼龙1010/石墨过渡的梯度材料，以期得到综合性能优良的梯度材料涂覆汽车花键轴。
[0009]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0010]一种花键轴表面涂覆工艺，所述工艺首先在花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，再涂覆梯度层；所述梯度层是由尼龙1010向尼龙1010/石墨过渡的梯度材料。
[0011]本发明所述工艺将花键轴表层涂层由内向外分为粘合层和梯度层。内层粘合层为耐高温环氧树脂粘合剂，其作用是防止加工过程中金属基体在高温下氧化，并提高梯度材料与金属基体之间的结合力。尼龙1010分子中的大量酰胺基是一种极性极强的基团，通常情况下对金属基体附着较好，但吸水后附着力显著降低，须选用合适的粘合层。尼龙1010熔点高，工件需要经较高温度和较长时间的预热，环氧树脂粘合剂可以较好地解决这个问题。这是因为环氧树脂分子中有大量极性的羟基和醚键，与金属基体及尼龙1010的附着力都很好，是一种良好的粘合剂。
[0012]本发明所述工艺采用双枪静电喷涂法涂覆梯度层；尼龙1010的喷枪出粉量为线性递减，石墨的喷枪出粉量为线性递增。本发明采用双枪静电喷涂时应对双枪出粉量进行线性控制，尼龙粉的喷枪出粉量为线性递减，而石墨的喷枪出粉量为线性递增，这样才能保证涂层的梯度设计。该结构充分将石墨导热性好，摩擦系数小(小于0.1 )，化学稳定性好，能耐酸、碱、有机溶剂腐蚀的优点及尼龙的柔韧性与粘合层的良好相容性相结合。流化床涂覆虽然较为简单，但在花键轴齿底易积料，使齿顶与齿底涂层厚度相差较大，无法形成均匀涂层。静电喷涂利用粉末荷电的特点使粉末均匀地涂在花键轴的齿顶与齿底，同时可以形成梯度涂层。而火焰喷涂从费用及安全性上考虑不合适。
[0013]本发明所述梯度层中石墨的质量百分比为8?20wt%，例如可选择8.01?19.7wt%, 8.5 ?16.7wt%, 9 ?15wt%，9.7 ?13.7wt%, 10.8 ?12wt%，11.4wt% 等，优选 13 ?18wt%,进一步优选16wt%。若梯度层中石墨的含量太高,材料性脆,磨耗试验时容易掉片，太低则改性效果不明显。
[0014]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。所述环氧树脂粘合剂层和梯度层的厚度为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。
[0015]一种花键轴的表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0016](I)对花键轴进行清洗及喷砂预处理；
[0017](2)在预处理后的花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，并进行烘烤固化；
[0018](3)采用双枪静电喷涂法涂覆梯度层，尼龙1010的喷枪出粉量为线性递减，石墨的喷枪出粉量为线性递增；
[0019](4)将梯度层进行烘烤固化；
[0020](5)对涂覆后的花键轴进行后处理。
[0021]与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果:
[0022]通过本发明表面涂覆工艺获得的花键轴
[0023]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。
[0024]本发明在花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层和梯度层，避免花键轴与花键套配合时钢件与钢件直接接触；所述花键轴运用于汽车转向传动装置的花键轴总成中，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。
[0025]本发明采用环氧树脂粘合剂，尼龙1010/石墨梯度材料涂覆优于尼龙1010或尼龙1010-石墨混合物涂覆汽车花键轴的性能，且比尼龙11涂覆的花键轴具有明显的价格优势。
[0026]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】
[0027]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:
[0028]实施例1
[0029]一种花键轴的表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0030]( I)对花键轴进行清洗及喷砂预处理；
[0031](2)在预处理后的花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，并进行烘烤固化；
[0032](3)采用双枪静电喷涂法涂覆梯度层，尼龙1010的喷枪出粉量为线性递减，石墨的喷枪出粉量为线性递增；所述梯度层是由尼龙1010向尼龙1010/石墨过渡的梯度材料；其中石墨的质量百分比为8wt% ；
[0033](4)将梯度层进行烘烤固化；
[0034](5)对涂覆后的花键轴进行后处理。
[0035]在本实施例中，所述环氧树脂粘合剂层和梯度层的厚度为0.5mm。
[0036]实施例2
[0037]一种花键轴的表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0038]( I)对花键轴进行清洗及喷砂预处理；
[0039](2)在预处理后的花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，并进行烘烤固化；
[0040](3)采用双枪静电喷涂法涂覆梯度层，尼龙1010的喷枪出粉量为线性递减，石墨的喷枪出粉量为线性递增；所述梯度层是由尼龙1010向尼龙1010/石墨过渡的梯度材料；其中石墨的质量百分比为20wt% ；
[0041](4)将梯度层进行烘烤固化；
[0042](5)对涂覆后的花键轴进行后处理。
[0043]在本实施例中，所述环氧树脂粘合剂层和梯度层的厚度为0.2mm。
[0044]实施例3
[0045]一种花键轴的表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0046]( I)对花键轴进行清洗及喷砂预处理；
[0047](2)在预处理后的花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，并进行烘烤固化；
[0048](3)采用双枪静电喷涂法涂覆梯度层，尼龙1010的喷枪出粉量为线性递减，石墨的喷枪出粉量为线性递增；所述梯度层是由尼龙1010向尼龙1010/石墨过渡的梯度材料；其中石墨的质量百分比为13wt%;
[0049](4)将梯度层进行烘烤固化；
[0050](5)对涂覆后的花键轴进行后处理。
[0051]在本实施例中，所述环氧树脂粘合剂层和梯度层的厚度为0.4mm。
[0052]实施例4
[0053]一种花键轴的表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0054]( I)对花键轴进行清洗及喷砂预处理；
[0055](2)在预处理后的花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，并进行烘烤固化；
[0056](3)采用双枪静电喷涂法涂覆梯度层，尼龙1010的喷枪出粉量为线性递减，石墨的喷枪出粉量为线性递增；所述梯度层是由尼龙1010向尼龙1010/石墨过渡的梯度材料；其中石墨的质量百分比为18wt%;
[0057](4)将梯度层进行烘烤固化；
[0058](5)对涂覆后的花键轴进行后处理。
[0059]在本实施例中，所述环氧树脂粘合剂层和梯度层的厚度为0.25mm。
[0060]实施例5
[0061]一种花键轴的表面涂覆工艺，所述工艺包括以下步骤:
[0062]( I)对花键轴进行清洗及喷砂预处理；
[0063](2)在预处理后的花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，并进行烘烤固化；
[0064](3)采用双枪静电喷涂法涂覆梯度层，尼龙1010的喷枪出粉量为线性递减，石墨的喷枪出粉量为线性递增；所述梯度层是由尼龙1010向尼龙1010/石墨过渡的梯度材料；其中石墨的质量百分比为16wt% ；
[0065](4)将梯度层进行烘烤固化；
[0066](5)对涂覆后的花键轴进行后处理。
[0067]在本实施例中，所述环氧树脂粘合剂层和梯度层的厚度为0.3mm。
[0068]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。
[0069]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。
[0070] 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】
1.一种花键轴表面涂覆工艺，其特征在于，所述工艺首先在花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，再涂覆梯度层；所述梯度层是由尼龙1010向尼龙1010/石墨过渡的梯度材料。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺采用双枪静电喷涂法涂覆梯度层；尼龙1010的喷枪出粉量为线性递减，石墨的喷枪出粉量为线性递增。
3.如权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述梯度层中石墨的质量百分比为8?20wt%,优选13?18wt%,进一步优选16wt%。
4.如权利要求1-3之一所述的工艺，其特征在于，所述环氧树脂粘合剂层和梯度层的厚度为0.2?0.5mm,优选0.25?0.4mm,进一步优选0.3mm。
5.如权利要求1-4之一所述的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤: (1)对花键轴进行清洗及喷砂预处理； (2)在预处理后的花键轴表面涂覆环氧树脂粘合剂层，并进行烘烤固化； (3)采用双枪静电喷涂法涂覆梯度层，尼龙1010的喷枪出粉量为线性递减，石墨的喷枪出粉量为线性递增； (4)将梯度层进行烘烤固化； (5)对涂覆后的花键轴进行后处理。
【文档编号】B05D3/00GK104275286SQ201310293768
【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