熱噴涂技術在滑動軸承制造上的技術應用
隨著現代科技的發展進步,對軍事裝備、工業生產裝備、科研儀器等提出了更高的性能指標,對構成這些儀器的零部件的使用性能要求也越來越高。為滿足特殊的使用要求,往往要采用一些貴重金屬如鈦、鎳、鈷、鎢、鋯制造零件,鑄、鍛造以及焊接方法都有一定困難而且極不經濟。利用熱噴涂技術在普通材料的表面噴涂一層特殊的涂層,制造一個特殊的工作表面,可以達到節約材料,節約能源的目的。
熱噴涂技術是利用熱源將噴涂材料加熱至熔融或半熔融狀態,并以一定的速度噴射到經過預處理的基體表面并通過微小顆粒的沉積形成涂層,從而賦予基體表面特殊功能的方法和技術,是表面工程技術的重要組成部分。采用不同的涂層材料和不同的工藝方法,可以在基體表面制備減磨耐磨、耐腐蝕、抗高溫氧化、熱障、電磁屏蔽接收、絕緣等功能涂層。
比較常用的熱噴涂方法有火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂,涂層材料包括金屬、金屬合金、陶瓷、金屬陶瓷、塑料及其它復合材料。熱噴涂方法和技術已經被廣泛應用于航空航天、冶金、能源、軍事裝備、石油化工、機械制造、交通運輸、生物工程等國民經濟各個領域。
目前,通過熱噴涂技術制作的各種功能涂層大多用于零部件的防護、強化、修復,直接用熱噴涂技術制作零部件的報道很少。本文介紹一種通過熱噴涂方式制作滑動軸承的方法和工藝,由于工藝方法特殊,也可以作為熱噴涂技術與材料累積工藝相結合制作特殊零件的探索。
1、常規滑動軸承的制造方法
滑動軸承是常用的機械零件,由旋轉的軸頸和固定的軸承座構成,和軸頸接觸的軸承座內表面稱軸瓦或軸承襯。由于軸在使用中往往要承受一定的載荷并傳遞運動和動力,所以一般常用材料為各種鋼和鑄鐵,比較耐磨;軸瓦或軸承襯的常用材料為軸承合金、青銅、鋁基合金、鋅基合金等,其中軸承合金(主要是錫、鉛、銻或其它金屬的合金)由于其耐磨性好、塑性高、跑合性能好、導熱性好和抗膠合性好及與油的吸附性好,在重載、高速情況下使用較多,但軸承合金的強度較小,價格較貴,一般采用離心澆鑄的方式鑄造在鋼、鐵等軸承座的工作表面,形成滑動軸承的工作表面。
2、利用熱噴涂技術制造滑動軸承內襯的工藝方法
目前介紹通過熱噴涂技術修復滑動軸承的資料和文獻很多,德國大眾汽車公司也有通過等離子噴涂制作內燃機連桿內孔耐磨鋁青銅涂層的發明專利。但由于受現有熱噴涂設備和操作方法的制約,通過熱噴涂技術制備的各種功能涂層大多局限于零件的外表面和較大的內孔表面,一旦孔徑小于φ35或孔深較大則施工困難,如果零件型腔表面特殊,則無法施工。
本文就如下滑動軸承零件的制作介紹一種利用熱噴涂技術制造滑動軸承內襯的工藝方法,零件如圖1中a圖所示,其內孔直徑為φ20,長30,內孔表面為工作表面,有3mm厚的軸承合金。該零件一般采用離心澆鑄方式制作合金層,由于孔徑太小,目前還沒有一種熱噴涂用內孔噴槍能完成此類任務。
為解決上述零件內孔表面的熱噴涂涂層制作問題,筆者提出一種新的熱噴涂施工方式。制作一種新的工裝,主體結構由心軸、螺母、擋板組成,熔點為183℃的低熔點合金,均勻熔敷在心軸1的表面,**后在低熔點合金的表面涂覆一層耐火涂層,耐火涂層由耐高溫的特殊粘結劑和耐火材料配制而成。