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熱噴涂技術(shù)在滑動軸承制造上的技術(shù)應(yīng)用
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展進(jìn)步,對軍事裝備、工業(yè)生產(chǎn)裝備、科研儀器等提出了更高的性能指標(biāo),對構(gòu)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(jīng)濟(jì)。利用熱噴涂技術(shù)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(dá)到節(jié)約材料,節(jié)約能源的目的。
熱噴涂技術(shù)是利用熱源將噴涂材料加熱至熔融或半熔融狀態(tài),并以一定的速度噴射到經(jīng)過預(yù)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(shù),是表面工程技術(shù)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(fù)合材料。熱噴涂方法和技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、冶金、能源、軍事裝備、石油化工、機(jī)械制造、交通運輸、生物工程等國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域。
目前,通過熱噴涂技術(shù)制作的各種功能涂層大多用于零部件的防護(hù)、強(qiáng)化、修復(fù),直接用熱噴涂技術(shù)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(shù)與材料累積工藝相結(jié)合制作特殊零件的探索。
1、常規(guī)滑動軸承的制造方法
滑動軸承是常用的機(jī)械零件,由旋轉(zhuǎn)的軸頸和固定的軸承座構(gòu)成,和軸頸接觸的軸承座內(nèi)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(dǎo)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(qiáng)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(shù)制造滑動軸承內(nèi)襯的工藝方法
目前介紹通過熱噴涂技術(shù)修復(fù)滑動軸承的資料和文獻(xiàn)很多,德國大眾汽車公司也有通過等離子噴涂制作內(nèi)燃機(jī)連桿內(nèi)孔耐磨鋁青銅涂層的發(fā)明專利。但由于受現(xiàn)有熱噴涂設(shè)備和操作方法的制約,通過熱噴涂技術(shù)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(nèi)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(shù)制造滑動軸承內(nèi)襯的工藝方法,零件如圖1中a圖所示,其內(nèi)孔直徑為φ20,長30,內(nèi)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(nèi)孔噴槍能完成此類任務(wù)。
為解決上述零件內(nèi)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(jié)構(gòu)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(jié)劑和耐火材料配制而成。