專利名稱：：自潤滑耐磨涂層斜盤及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及斜盤式汽車空調(diào)壓縮機的斜盤和生產(chǎn)工藝。特別涉及用于改善汽車空調(diào)壓縮機中斜盤和滑履間的潤滑和減磨性能的斜盤。與本發(fā)明有關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
包括斜盤式壓縮機、具有復(fù)合組織的斜盤滑動層、高分子自潤滑材料等。
背景技術(shù)：
：斜盤式汽車空調(diào)壓縮機的工作原理是通過傾斜固定于旋轉(zhuǎn)軸上的斜盤的轉(zhuǎn)動，推動壓縮機活塞的往復(fù)運動，從而實現(xiàn)了制冷劑的吸入、壓縮、排出。iH是活塞滑履在斜盤上的相對滑動使斜盤的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運動。斜盤的滑動有如下特點，就是在壓縮機運動的初期，當(dāng)潤滑油尚未到達之前，氣態(tài)制冷劑就已到達斜盤和滑履的各部位，并沖洗滯留在滑動表面的潤滑油。因此，在剛啟動壓縮機之后，斜盤和滑履是在沒有潤滑油的干摩擦條件下的相對滑動。在氣態(tài)制冷劑開始和潤滑油形成汕霧進入壓縮機的大約一分鐘時間內(nèi)，壓縮機斜盤和滑履處于一種無潤滑或不充分潤滑狀態(tài)。在如此條件下工作的斜盤必須具有耐磨防咬合和自潤滑的特性。針對.卜.述斜盤的工作特性，業(yè)界有多種制作方案，舉例如下H本大豐工業(yè)株式會社(中國專利公開號CN1321220A)的銅鋁噴鍍斜盤，其技術(shù)方案是在斜盤的工作面噴鍍一層銅鉛鋁硅層，來達到減磨防咬合的特性。但其材料中含有較多的鉛，而鉛是一種對人體有害物質(zhì)，已被大多數(shù)國家禁止使用或嚴(yán)格控制使用量。上海三電貝爾汽車空調(diào)有限公司(中國專利申請?zhí)?00310109214.4)的Ni60+20%WC合金熱噴涂斜盤，其技術(shù)方案是在斜盤的工作面熱噴涂一層N160+20WWC合金層，來達到減磨防咬合的特性。上海三電貝爾汽車空調(diào)有限公司(屮國專利申請?zhí)?00710040291.7)的用碳化硅(SiC)顆粒增強的鋅鋁合金斜盤，其技術(shù)方案是在斜盤的工作面熱噴涂或燒結(jié)一層鋅鋁合金合金層。上海三電貝爾汽車空調(diào)有限公司(中國專利申請?zhí)?0031010860.6.9)的耐磨層山聚醚醚酮(PEEK)和潤滑性材料混合而成的斜盤，其技術(shù)方案是在斜盤的工作面熱噴涂或燒結(jié)'M鎳鍋合金中問層，再鋪設(shè)-層聚醚醚酮(PERK)和潤滑性材料混合而成的材料。R本豐「-II自動織機株式會社(中國專利公丌號CN1401898A)的一種含有同體潤滑劑的熱塑性聚酰亞胺涂層斜盤，其技術(shù)方案是在斜盤的工作面上通過靜電噴涂一層包含固體潤滑劑的聚酰亞胺(PI)粉末，通過加熱融化粉末形成涂層。采用以上這些技術(shù)方案在一定程度上能提供斜盤的耐磨防咬合和自潤滑的特性，但也都有工藝復(fù)雜、成本較高的缺點。目前為保護大氣層的臭氧層，原氟利昂等制冷劑將被替代，二氧化碳作為空調(diào)壓縮機的制冷劑引起人們的普遍關(guān)注，相對于使用氟利昂作為制冷劑的壓縮機而言，二氧化碳壓縮機通過活塞作用在斜盤上的載荷更大，使得滑動摩擦工況更加惡劣，故更急需一種性能更加優(yōu)良的自潤滑耐磨涂層斜盤。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是設(shè)計出一種自潤滑耐磨涂層斜盤及其生產(chǎn)工藝。以提供一種性能優(yōu)良的用于斜盤式汽車空調(diào)壓縮機的斜盤，同時用本發(fā)明的工藝降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有斜盤耐磨自潤滑性能差、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、所用的涂層材料含有鉛存在污染等的問題。本發(fā)明為解決上述問題而采用的技術(shù)方案是本發(fā)明所述的一種自潤滑耐磨涂層斜盤，是山金屬基體和自潤滑耐磨涂層組成，在金屬基體兩側(cè)環(huán)形平面上涂有自潤滑耐磨涂層，該白潤滑耐磨涂層構(gòu)成所述斜盤環(huán)形平面工作層；所述的自潤滑耐磨涂層的組成成份包括主材高分子材料、氟塑料、固體潤滑劑及無機物。本發(fā)明所述的自潤滑耐磨涂層斜盤的生產(chǎn)工藝，所述自潤滑耐磨涂層是配制成液態(tài)涂料涂上去的，液態(tài)涂料的配置方法為先用溶劑N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺溶鮮高分子材料主材，再添加氟塑料、固體潤滑劑和耐磨無機物進行充分的攪袢和分散，制成一定含固量的涂料。本發(fā)明的優(yōu)點.-1，采用雜萘聯(lián)苯聚醚砜(PPES)、雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)、雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮(PPESK)材料組成斜盤涂層的主體材料，山于其材料固有的高強度、耐熱、耐磨和耐蝕性能，加上氟塑料和固體潤滑劑填充的潤滑性和填充耐磨無機物。斜盤的自潤滑和耐磨性能超過現(xiàn)有的2，耐磨層中不含有對人體和環(huán)境有害的金屬鉛，符合未來環(huán)保及汽車零部件無鉛化的發(fā)展要求。.3，斜盤的生產(chǎn)工藝簡單，成本低。圖1為本發(fā)明用于斜盤式汽車空調(diào)壓縮機總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明自潤滑耐磨涂層斜盤剖面示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一歩詳細(xì)的說明。圖i為本發(fā)明用于斜盤式汽車空調(diào)壓縮機的結(jié)構(gòu)示意圖。斜盤式汽車空調(diào)壓縮機的工作原理是通過傾斜固定于旋轉(zhuǎn)軸1上的斜盤2的轉(zhuǎn)動，推動壓縮機活塞4的往復(fù)運動，從而實現(xiàn)了制冷劑的吸入、壓縮、排出。正是活塞滑履3在斜盤2上的相對滑動使斜盤2的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為活塞4的往復(fù)運動。下面將結(jié)合附圖2對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹本發(fā)明的自潤滑耐磨涂層斜盤，是由金屬基體6(余屬體)和自潤滑耐磨涂層5組成。所述金屬基體6的材料為鐵基或合金、銅基或合金、鋁基或合金、鋅基或合金；所述金屬基體6是通過機械加工方式制成的，經(jīng)過機械加工成斜盤金屬基體6。自潤滑耐磨涂層5是通過刷涂或噴涂等方式結(jié)合在斜盤金屬基體6兩側(cè)的環(huán)形平面上形成自潤滑耐磨涂層斜盤。該自潤滑耐磨涂層5構(gòu)成所述斜盤環(huán)形平面工作層。'所述的自潤滑耐磨涂層5組成成份包括主材高分子材料、氟塑料、固體潤滑劑及無機物。高分子材料選用雜萘聯(lián)苯聚醚砜(PPES)、雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)、雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮(PPESK)三種材料中的一至三種；在自潤滑耐磨涂層5中雜萘聯(lián)苯聚醚砜(PPES)重量百分含量控制在055%、雜萘聯(lián)苯聚醚酮重量百分含量控制在(PPEK)040%、雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮重量百分含量控制在(PPESK)015%。氟塑料選用聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)、四氟乙烯全氟烷氧基乙烯基謎共聚物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)和乙烯-三氟氯乙烯共聚物(EDTFE)材料中的至少一種；在自潤滑耐磨涂層5中聚四氟乙烯(PTFE)重量百分含量控制在040%、全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)重量百分含量控制在010%、四氟乙烯全氟烷氧基乙烯基謎共聚物(PFA)重量百分含量控制在05%、聚偏氟乙烯(PVDF)重量百分含量控制在05%、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)05%重量百分含量控制在和乙烯-三氟氯乙烯共聚物(EDTFE)重量百分含量控制在()5%。固體潤滑劑選用二硫化鎢(WS,)、二硫化鉬(MoS》、石墨(C)、氮化硼(BN)、氟化鈣(CaF》材料中的至少-種在自潤滑耐磨涂層5中二硫化鎢(WS》重量百分含量控制在08%、二硫化鉬(MoS2)重量百分含量控制在08%、石墨(C)重量百分含量控制在05%、氮化硼(BN)重量百分含量控制在05%、氟化鈣(CaF2)重量百分含量控制在05%。耐磨無機物選用碳化硅(SiC)、二氧化鈦(T化》、二氧化硅(SiCU、三氧化二鋁(A1A)物質(zhì)中的至少一種；在自潤滑耐磨涂層5中碳化硅(SiC)重量百分含量控制03%、二氧化鈦(Ti02)重量百分含量控制03%、二氧化硅(Si02)重量百分含量控制03%、三氧化二鋁(Am)重量百分含量控制03%。本發(fā)明所述的自潤滑耐磨涂層斜盤的生產(chǎn)工藝，所述自潤滑耐磨涂層5是用配制成液態(tài)涂料涂上去的，液態(tài)涂料的配置方法為先用溶劑N-甲基吡咯垸酮或二甲基乙酰胺溶觶高分子材料主材，再添加氟塑料、固體潤滑劑和耐磨無機物進行充分的攪拌和分散，制成一定含同量的涂料。為增加斜盤金屬基體6和自潤滑耐磨涂層5的結(jié)合強度，金屬基體6需通過噴砂、磷化等表面處理工藝。所述自潤滑耐磨涂層5采用刷涂或噴涂方式結(jié)合在斜盤金屬基體6兩側(cè)環(huán)形平面上，再加熱到20(TC，保溫3個小時，充分揮發(fā)溶劑進行烘干；'再加熱到38(TC，保溫1小時進行固化、燒結(jié)處理而成自潤滑耐磨涂層5，自潤滑耐磨涂層5經(jīng)自然冷卻后與金屬基體6的結(jié)合面呈熔融狀態(tài)。所述金屬基體6兩側(cè)環(huán)形平面上的自潤滑耐磨涂層5燒結(jié)后最終進行精密加工，自潤滑耐磨涂層5的單面厚度控制在G.010.1毫米，兩個平面的平行度控制在0.01毫米以內(nèi)。下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)這樣理解下面的實施例，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明的具體條件的試驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件進行。除非另有說明，否則所有的份數(shù)為重量份，所有的百分比為重量百分比。實施例1自潤滑耐磨涂層涂料由40%雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)、40°/。雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮(PPESK)和5%聚四氟乙烯(PTFE)、5%全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(Fb:P)和4%二硫化鴇(WS2)、4%二硫化鉬幅2)和1%三氧化二鋁(A1A)、1%二氧化鈦〔Ti0》組成，用溶劑N-甲基吡咯烷酮作為溶劑配置成涂料噴涂在斜盤金屬基體6上。在烘箱屮烘干燒結(jié)，再通過車削和磨削加工成0.02-0.04rai厚度的涂層5。實施例2自潤滑耐磨涂層涂料由38%雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)、38%雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮(PPESK)和6%聚四氟乙烯(PTFE)、6%全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)和5%二硫化鵒(WS2)、5%二硫化鉬(MoSJ和1%碳化硅(SiC)、1%三氧化二鋁(A1A)組成，用溶劑N-甲基吡咯烷酮7作為溶劑配置成涂料噴涂在斜盤金屬基體6上。在烘箱中烘干燒結(jié)，再通過車削和磨削加工成0.02-0.04mm厚度的涂層5。實施例3自潤滑耐磨涂層涂料由40%雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)、40%雜萘聯(lián)苯聚醚砜(PPES)和5%聚偏氟乙烯(PVDF)、5%全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)和4%二硫化鎢(WS2)、4%二硫化鉬(MoS2)和1%碳化硅(SiC)、1%二氧化鈦(TiCU組成，用溶劑N-甲基吡咯烷酮作為溶劑配置成涂料噴涂在斜盤金屬基體6上。在烘箱中烘干燒結(jié)，再通過車削和磨削加工成0.02-0.04mra厚度的涂層5。實施例4S潤滑耐磨涂層涂料由40%雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)、40%雜萘聯(lián)苯聚醚砜(PPES)和5%聚偏氟乙烯(PVDF)、5%全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)和《石墨(C)、4%二硫化鉬(MoS2)和1%碳化硅(SiC)、1%三氧化二鋁(A1A)組成，用溶劑N-甲基吡咯烷酮作為溶劑配置成涂料噴涂在斜盤金屬基體6上。在烘箱中烘干燒結(jié)，再通過車削和磨削加工成0.02-0.CM,厚度的涂層5。為和其他材料有一個對比以顯示本發(fā)明以上實施例的性能優(yōu)點，特選聚酰亞胺(PI)和聚醚醚酮(PEEK)徑代實施例1中的雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)和雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮(WESK)，其他配方材料含量相同，做成試樣件做對比試驗，具體實施如下比較例1自潤滑耐磨涂層涂料由80%聚酰亞胺(PI)和5%聚四氟乙烯(PTFE)、5%全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)和4%二硫化鉤(WS》、4%二硫化鉬(MoS2)和1%三氧化二鋁U1A)、1%二氧化鈦(Ti02)組成，用靜屯噴涂法把混合材料噴涂在斜盤金屬基體上。在烘箱中烘干燒結(jié)，再通過車削和磨削加工成O.02-0.04,厚度的涂層。.比較例2自潤滑耐磨涂層涂料山8(F。涂料型聚醚醚酮(PEEK)和5%聚四氟乙烯(PTFE)、5%全氟乙烯內(nèi)烯四鉱乙烯六氟丙烯(FEP)和W二硫化鴉CWS.J、4鬼二硫化tKMoS/)和P/。三氧化二鋁(A1A)、]%二氧化鈦(TiO》組成，配覽成混合涂料噴涂在斜盤佘屬基體上。在烘箱中烘干燒結(jié)，再通過車削和磨削加工成0.02-0.04mm厚度的涂層。以上實施例和比較例通過畫U-12端面摩擦磨損試驗機考核其摩擦性能，試樣件尺寸為37*37*5國(長X寬X厚度)，試驗條件為單位載荷5MPa，線速度1.3m./s，干摩擦，對磨件為400，淬火硬度HRC58-60，試驗設(shè)定時l'日j120分鐘。具體磨損數(shù)據(jù)見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>通過以上數(shù)據(jù)可以看出，兩種比較例中的產(chǎn)品在不到60分鐘的時間內(nèi)就基本磨光了30um厚度左右的涂層，使試驗不得不中止，而本發(fā)明的產(chǎn)品有較好的摩擦性能，能完成120分鐘的試驗，且磨損量較低。下面為斜盤涂層耐磨抗咬合試驗。試驗條件為在專用試驗設(shè)備上，固定斜盤，用三個直徑為12咖的半鋼球的平面作為對磨件在斜盤上滑動，對磨件和斜盤間的載荷是5N/,2，對磨件與斜盤的相對運動速度為3.35m/s，干摩擦，測試到斜盤涂層磨光，從而引起對磨件和斜盤基體發(fā)生咬合所需的時間，對比試驗結(jié)果如下發(fā)生咬合所需的時間(min)實施例1180實施例2175實施例3162實施例4170比較例178比較例242通過以上數(shù)據(jù)可以看出，兩種比較例中的產(chǎn)品在不到80分鐘的時(W內(nèi)就發(fā)生對磨件和斜盤基體的咬合，也就是基本磨光了涂層，使試驗不得不中止，而本發(fā)明的產(chǎn)品有較好的耐磨看咬合性能，抗咬合時問都大于160分鐘。9權(quán)利要求1、一種自潤滑耐磨涂層斜盤，是由金屬基體和自潤滑耐磨涂層組成，其特征在于在金屬基體兩側(cè)環(huán)形平面上涂有自潤滑耐磨涂層，該自潤滑耐磨涂層構(gòu)成所述斜盤環(huán)形平面工作層；所述的自潤滑耐磨涂層的組成成份包括主材高分子材料、氟塑料、固體潤滑劑及無機物。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的自潤滑耐磨涂層斜盤，其特征在于高分子材料選用雜萘聯(lián)苯聚醚砜(PPES)、雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)、雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮(PPESK)二種材料中的一至二種；在自潤滑耐磨涂層中雜萘聯(lián)苯聚醚砜(PPES)重量百分含量控制在055%、雜萘聯(lián)苯聚醚酮重量百分含量控制在(PPEK)040%、雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮重量百分含量控制在(PPESK)015%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑耐磨涂層斜盤，其特征在于氟塑料選用聚四氟乙烯(PTFR)、全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)、四氟乙烯全氟烷氧基乙烯基謎共聚物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)和乙烯-三氟氣乙烯共聚物(EDTFE)材料中的至少一種；在自潤滑耐磨涂層中聚四氟乙烯(PTFE)重量百分含量控制在040%、全氟乙烯丙烯四氟乙烯六氟丙烯(FEP)重量百分含量控制在010%、四氟乙烯全氟垸氧基乙烯基謎共聚物(PFA)重量百分含量控制在05%、聚偏氟乙烯(PVDF)重量百分含量控制在05%、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)05%重量百分含量控制在和乙烯-二氟氯乙烯共聚物(EDTFE)重量百分含量控制在05%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑耐磨涂層斜盤，其特征在于固體潤滑劑選用二硫化鉤(WS2)、二硫化鉬線)、石墨(C)、氮化硼(BN)、氟化鈣(CaF》材料中的至少一種；在自潤滑耐磨涂層中二硫化鉤(WS》重量百分含量控制在08%、二硫化鉬(MoS2)重量百分含量控制在08%、石墨(C)重量百分含量控制在05%、氮化硼(BN)重量百分含量控制在05%、氟化鈣(CaF2)重量百分含量控制在05%。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑耐磨涂層斜盤，其特征在于耐磨無機物選用碳化硅(SiC)、二氧化鈦(TiCU、二氧化硅(SiO》、三氧化二鋁(A1A)物質(zhì)中的至少一種；在自潤滑耐磨涂層中碳化硅(SiC)重量百分含量控制03%、二氧化鈦(Ti02)重量百分含量控制03%、二氧化硅(Si02)重量百分含量控制03%、三氧化二鋁(A1A)重量百分含量控制03%。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的自潤滑耐磨涂層斜盤，其特征在于金屬基體為鐵基或合金、銅基或合余、鋁基或合金、鋅基或合金；所述金屬基體是通過機械加工方式制成的。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑rt'磨涂層斜盤的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述自潤滑耐磨涂層采用刷涂或噴涂方式結(jié)合在斜盤金屬基體兩側(cè)環(huán)形平面上，再加熱到2(KTC,保溫3個小時，充分揮發(fā)溶劑進行烘下；再加熱到38(TC，保溫l小時進行固化、燒結(jié)處理而成自潤滑耐磨涂層，自潤滑l附磨涂層經(jīng)自然冷卻后與金屬基體的結(jié)合面呈熔融狀態(tài)。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的自潤滑耐磨涂層斜盤的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述自潤滑耐磨涂層是用配制成液態(tài)涂料涂上去的，液態(tài)涂料的配置方法為先用溶劑N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺溶鮮高分子材料主材，再添加氟塑料、固體潤滑劑和耐磨無機物迸行充分的攪拌和分散，制成一定含固量的涂料。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的自潤滑耐磨涂層斜盤的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述金屬基體表面通過噴砂、磷化處理。10、根據(jù)權(quán)利要求7所述的自潤滑耐磨涂層斜盤的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述金屬基體兩側(cè)環(huán)形平面上的自潤滑耐磨涂層燒結(jié)后最終進行精密加工，自潤滑耐磨涂層的單面厚度控制在0.01Q.1毫米，兩個平面的平行度控制在0.01毫米以內(nèi)。全文摘要本發(fā)明所述的自潤滑耐磨涂層斜盤，是由金屬基體和自潤滑耐磨涂層組成，在金屬基體兩側(cè)環(huán)形平面上涂有自潤滑耐磨涂層，所述的自潤滑耐磨涂層的組成成份包括主材高分子材料、氟塑料、固體潤滑劑及無機物。本發(fā)明所述的自潤滑耐磨涂層斜盤的生產(chǎn)工藝，其自潤滑耐磨涂層是配制成液態(tài)涂料涂上去的，液態(tài)涂料的配置方法為先用溶劑N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺溶觧高分子材料主材，再添加氟塑料、固體潤滑劑和耐磨無機物進行充分的攪拌和分散，制成一定含固量的涂料。本發(fā)明的斜盤自潤滑和耐磨性能好，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低且不含對人體和環(huán)境有害的金屬鉛。文檔編號C09D181/06GK101503995SQ20091009595公開日2009年8月12日申請日期2009年2月26日優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日發(fā)明者孫志華申請人:浙江長盛滑動軸承有限公司