一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层及其制备方法与流程

本发明属于涂层，特别涉及一种耐磨陶瓷涂层及其制备方法，使用于工作条件复杂的工程机械轴套、轴瓦，该涂层可有效的对工程机械轴套、轴瓦等连接部位进行防护。

背景技术：

1、矿山开采、隧道挖掘等需要大量的工程机械。盾构机、挖机等工程机械工作环境复杂，摩擦磨损情况严重。随着工程规模和强度的增加，长时间作业对工程机械的轴套提出了更严苛的要求，轴套的性能也决定着工程机械的工作可靠性、使用寿命和经济价值。

2、轴套通常采用合金钢或者铜合金等材料直接加工成型的，也有利用粉末冶金制备的轴套。传统的轴套在使用过程中依靠自身强度和润滑剂的作用下进行工作，在长时间作业和高强度的工况下，轴套的磨损加剧，降低其使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层及其制备方法，以解决工程机械设备在使用过程中轴套磨损导致的设备损坏等情况，以有效的提升工程机械的轴套得耐磨能力和使用寿命。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层，按照质量份数，其原料组成为：

4、40～65份作为陶瓷相的al2o3，15～25份作为玻璃相的sio2；20～35份作为自润滑相的si3n4，3～8份作为烧结助剂的k2o。

5、一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：

6、(1)取基体，用细砂纸打磨掉表面污渍与锈迹，并对表面进行清洁随后对其进行喷砂处理；

7、(2)按照质量比，取40～65份al2o3粉、15～25份sio2粉、20～35份的si3n4粉、3～8份k2o和50～70份去离子水，球磨，过筛，得到喷涂料浆；

8、(3)利用喷涂设备对基体进行喷涂，喷涂完成后，室温表干后转入烘箱干燥，制得预制涂层；

9、(4)将预制涂层烧结，得到耐磨陶瓷涂层。

10、进一步的，所述步骤(1)中，选取高强度合金作为基体。

11、进一步的，所述步骤(1)中，先用400目砂纸对基体进行去污除锈，而后用1500目砂纸将基体表面打磨光滑，后用无纺布蘸取无水乙醇进行清洁。

12、进一步的，所述步骤(1)中，喷砂处理时，喷砂粒径为100～150μm，压力为3～7mpa。

13、进一步的，所述步骤(2)中，使用行星式球磨机对称重好的的原料，加入去离子水，转速350～450r/min球磨5×60min，间隔30～40min，将粉体球磨细化混合均匀，过120～150目筛，得到喷涂料浆。

14、进一步的，所述步骤(3)中，喷涂的步骤为：将步骤(2)制备好的喷涂料浆利用喷涂设备喷涂至基体表面，喷涂参数：口径1.5mm；压力0.3～0.7mpa；喷涂距离200～300mm。

15、进一步的，所述步骤(3)中，室温表干4～6h后转入烘箱60～80℃干燥5～8h。

16、进一步的，所述步骤(4)中，将步骤(3)制得的预制涂层放入880～940℃条件下保温20～30min，而后以10～15℃/min的速率冷却至室温。

17、有益效果：本发明本发明具有以下优点：

18、(1)本发明涂层设计成分组成由陶瓷相成分、玻璃相成分、自润滑性成分和烧结助剂组成，al2o3为陶瓷相成分，提供坚硬的保护层，可以提高涂层的硬度和强度；sio2能够有效地改善涂层的物理性质并提高其耐磨性，保护陶瓷涂层表面的平整度和美观度；si3n4具有质量小、自润滑、高弹性模量、耐腐蚀等优异性能，添加可以改善涂层的耐磨性和力学性能；k2o作为烧结助剂，可以降低陶瓷涂层成型温度。解决工程机械设备在使用过程中磨损导致的设备损坏等情况，可以有效的提升工程机械的耐磨能力和使用寿命。

19、(2)高温化学性能稳定，不易受酸碱等腐蚀性物质的影响。

20、(3)不含且不会产生有害物质及其他副产物。

21、(4)与基体结合紧密，不易剥落。

技术特征：

1.一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层，其特征在于：按照质量份数，其原料组成为：

2.一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，选取高强度合金作为基体。

4.根据权利要求2所述的一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，先用400目砂纸对基体进行去污除锈，而后用1500目砂纸将基体表面打磨光滑，后用无纺布蘸取无水乙醇进行清洁。

5.根据权利要求2所述的一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，喷砂处理时，喷砂粒径为100～150μm，压力为3～7mpa。

6.根据权利要求2所述的一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，使用行星式球磨机对称重好的的原料，加入去离子水，转速350～450r/min球磨5×60min，间隔30～40min，将粉体球磨细化混合均匀，过120～150目筛，得到喷涂料浆。

7.根据权利要求2所述的一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，喷涂的步骤为：将步骤(2)制备好的喷涂料浆利用喷涂设备喷涂至基体表面，喷涂参数：口径1.5mm；压力0.3～0.7mpa；喷涂距离200～300mm。

8.根据权利要求2所述的一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，室温表干4～6h后转入烘箱60～80℃干燥5～8h。

9.根据权利要求2所述的一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，将步骤(3)制得的预制涂层放入880～940℃条件下保温20～30min，而后以10～15℃/min的速率冷却至室温。

技术总结
本发明公开了一种轴套内表面耐磨陶瓷涂层及其制备方法，按照质量份数，其原料组成为：40～65份作为陶瓷相的Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;，15～25份作为玻璃相的SiO<subgt;2</subgt;；20～35份作为自润滑相的Si<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;，3～8份作为烧结助剂的K<subgt;2</subgt;O。本发明采用Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;为涂层主要成分，Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;的添加能够提供坚硬的保护层，可以提高涂层的硬度和耐磨性；SiO<subgt;2</subgt;能够有效地改善涂层的物理性质并提高其耐磨性，保护陶瓷涂层表面的平整度和美观度；Si<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;具有质量小、自润滑、高弹性模量、耐腐蚀等优异性能，添加可以改善涂层的耐磨性和力学性能；K<subgt;2</subgt;O作为烧结助剂，可以降低陶瓷涂层成型温度。

技术研发人员：宋庆雷,杨郁,孙洋,顾英杰,张平
受保护的技术使用者：徐州巴特工程机械股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19