壓縮機滑動件表面的滑動膜以及形成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓縮機滑動件表面的滑動膜以及形成方法。壓縮機滑動件表面的滑動膜包含粘結(jié)樹脂、固體潤滑劑以及填料，粘結(jié)樹脂為熱固性含氟聚酰亞胺樹脂，填料為無機填料，固體潤滑劑以及填料分散在粘結(jié)樹脂中，粘結(jié)樹脂、固體潤滑劑以及填料在滑動膜中的重量百分比為：粘結(jié)樹脂35-75%，固體潤滑劑15-45%，無機填料2-20%。即使在壓縮機處于缺油狀態(tài)，該滑動件依然保持良好抗咬合性和耐磨性。
【專利說明】壓縮機滑動件表面的滑動膜以及形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及滑動件的滑動膜以及形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當壓縮機高速運動過程中，壓縮機內(nèi)產(chǎn)生相互滑動摩擦的零件之間，比如斜盤式壓縮機中的斜盤與滑履之間、滑片式壓縮機的滑動葉片與缸體之間，受高壓、離心等作用而貼緊，相互壓力大，因而滑動摩擦力大，容易磨損，為此，一般需要在滑動件基體上施加能減小摩擦系數(shù)或者提高潤滑性的滑動膜。
[0003]申請?zhí)枮镃N200910247939.7，公布號為CN102115632A的滑動件涂層專利申請，提出一種斜盤表面涂層包含熱固性聚酰亞胺粘結(jié)樹脂、聚酯填料、固體潤滑劑；其中固體潤滑劑可以為二硫化鑰(MoS2)、二硫化鎢(WS2)、聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、氟化石墨等顆粒，分散在熱固性聚酰亞胺 樹脂中；聚酯填料包括環(huán)氧有機硅、硼硅橡膠等。
[0004]該現(xiàn)有技術(shù)的涂層可以改善熱固性樹脂的脆性，增加涂層彈性。但現(xiàn)有技術(shù)在缺少潤滑油時的干性滑動狀態(tài)下，在重載條件下，其抗咬合性和耐磨性仍不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種壓縮機滑動件表面的滑動膜以及形成方法，即使在壓縮機處于缺油狀態(tài)，該滑動件依然保持良好抗咬合性和耐磨性。
[0006]一種壓縮機滑動件表面的滑動膜，包含粘結(jié)樹脂、固體潤滑劑以及填料，其特點是，粘結(jié)樹脂為熱固性含氟聚酰亞胺樹脂，填料為無機填料，固體潤滑劑以及填料分散在粘結(jié)樹脂中。
[0007]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，所述粘結(jié)樹脂、固體潤滑劑以及填料在滑動膜中的重量百分比為:粘結(jié)樹脂35-75%，固體潤滑劑15-45%，無機填料
2-20%ο
[0008]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，粘結(jié)樹脂的數(shù)均分子量不低于100000，平均直徑在小于等于20 μ m，玻璃化溫度不低于300°C。
[0009]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，粘結(jié)樹脂在滑動膜中的重量百分比為55-70%。
[0010]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，固體潤滑劑為聚四氟乙烯、二硫化鑰、石墨、氟化石墨中的一種或多種。
[0011]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，固體潤滑劑在滑動膜中的重量百分比為25-40%。
[0012]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，無機填料為碳化硅、二氧化硅、氮化硅、氮化硼、鈦酸鉀中的一種或多種。
[0013]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，無機填料的平均直徑小于等于Iy m，在滑動膜中的重量百分比為3-8%。[0014]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，粘結(jié)樹脂是由含氟二酐單體的共聚型聚酰亞胺或者由含氟二胺單體的共聚型含氟聚酰亞胺。
[0015]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，滑動件的基體表面為粗糙化表面，該粗糙化表面包含鈦化層或鉻化層或磷化層。
[0016]所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其進一步的特點是，所述粗糙化表面的粗糙度為 Rz4_Rz20。
[0017]一種在壓縮機滑動件上形成滑動膜的方法，其特點是，制備任一所述的滑動膜的材料，將滑動膜的材料涂覆在基體表面上，加熱燒結(jié)。
[0018]所述的方法，其進一步的特點是，在涂覆上述滑動膜前，對壓縮機滑動件的基體進行粗糙化處理，然后在粗糙化表面進行鈦化處理、鉻化處理或磷化處理。
[0019]所述的方法，其進一步的特點是，采用刮涂或滾涂方法涂覆上述滑動膜。
[0020]所述的方法，其進一步的特點是，燒結(jié)溫度達到315°C或以上。
[0021]由于采用含氟聚酰亞胺粘結(jié)樹脂的滑動膜，其性能與熱塑性聚酰亞胺樹脂涂層和熱固性聚酰亞胺樹脂涂層相比，具有更好的耐磨性、耐高溫性、耐溶劑性，機械性能提高很多，相容性也有提高。在干性滑動狀態(tài)以及高負荷和高轉(zhuǎn)速的工作條件下，比一般的熱塑性聚酰亞胺樹脂涂層和熱固性聚酰亞胺樹脂涂層表現(xiàn)出更好的抗咬合性和耐久性，同時具備較為理想的自潤滑性，可承受較大沖擊載荷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是壓縮機的斜盤的工作原理圖。
`[0023]圖2是斜盤上滑動膜的示意圖。
[0024]圖3是一種含氟聚酰亞胺結(jié)構(gòu)式。
[0025]圖4是另一種含氟聚酰亞胺結(jié)構(gòu)式。
[0026]圖5是第三種含氟聚酰亞胺結(jié)構(gòu)式。
【具體實施方式】
[0027]壓縮機內(nèi)產(chǎn)生相互滑動摩擦的零件之間，受高壓、離心等作用力而貼緊，比如斜盤式壓縮機中的斜盤與滑履之間、滑片式壓縮機的滑動葉片與缸體之間，渦旋式壓縮機的動渦盤和靜渦盤之間，均產(chǎn)生較大壓力，從而產(chǎn)生較大滑動摩擦力。下面以斜盤式壓縮機的斜盤為例，具體說明滑動膜組成、形成方法和效果。但壓縮機的滑動件不限于斜盤也可以是其他滑動件。
[0028]如圖1所示，在壓縮機運動過程中，斜盤10轉(zhuǎn)速一般達到800轉(zhuǎn)/分鐘以上，活塞12朝氣缸孔13底部運動時氣缸孔13內(nèi)氣體壓強可達到約2MPa，活塞12端面所承受的壓力以及活塞12運動中的慣性力經(jīng)滑履11傳遞作用在斜盤10上，一個滑履11作用在斜盤上的壓力可達到約1200N。
[0029]斜盤10 —般采用鐵，例如QT500鑄鐵或45鋼，或者鋁合金作為基體?；?1 一般由鐵系金屬制成，如軸承鋼、GCrl5鋼，并經(jīng)淬火和回火處理，硬度高。由于滑履11硬度高，斜盤10的基體較易磨損。如圖2所示，在斜盤10的基體I表面增加滑動膜2，以減小斜盤10與滑履11的摩擦系數(shù)，提高潤滑效果。[0030]斜盤滑動膜2成分主要包含粘結(jié)樹脂、固體潤滑劑，并添加無機填料。粘結(jié)樹脂選用熱固性樹脂如熱固性的含氟聚酰亞胺樹脂(fluorinated polyimide)，粘結(jié)樹脂在滑動膜中的重量百分比為45-75%，優(yōu)選55-70%，數(shù)均分子量不低于100000，平均直徑在小于等于20μπι，玻璃化溫度不低于300°C。固體潤滑劑可以從聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化鑰、石墨、氟化石墨中選取一種或多種，固體潤滑劑在滑動膜中的重量百分比為15-45%，優(yōu)選25-40%。無機填料選取碳化硅、二氧化硅、氮化硅、氮化硼、鈦酸鉀中的一種或多種，無機填料的平均直徑小于等于I μ m為佳，重量百分比為2-15%，優(yōu)選3-8%。
[0031]作為粘結(jié)劑的含氟聚酰亞胺樹脂，其共聚方式有多種，例如由含氟二酐單體為主的共聚型含氟聚酰亞胺，或者是由含氟二胺單體為主的共聚型含氟聚酰亞胺。在本發(fā)明的實施例中，以六氟二酐(6FDA)單體為主，與其它單體進行二元共聚制得的共聚型含氟聚酰亞胺，圖3、圖4、圖5分別表示了六氟二酐與0DA/6FDA、6FDAM/6FDA、TPEQ/6FDA不同單體組合的含氟聚酰亞胺結(jié)構(gòu)式，其中6FDA(六氟二酐)，(4，4’ -(六氟異丙烯)二酞酸酐);ODA(4，4’- 二氨基二苯醚)，6FDAM (六氟二胺)，TPEQ (1，4_雙(4-氨基苯氧基)苯)。
[0032]如圖2所示，斜盤基體I表面為粗糙化表面3，粗糙度為Rz4_Rz20，在粗糙化表面3進行鈦化處理或鉻化處理或磷化處理，使粗糙化表面上形成鈦化層或鉻化層或磷化層?；瑒幽?的底部嵌入 表面3，且粗糙表面3的凹凸可以增大與滑動膜2的粘結(jié)面積，因此在受到平行于斜盤端面的摩擦力時，粗糙化表面3可以幫助保持滑動膜2，防止脫落。鈦化處理、鉻化處理、磷化處理可以活化金屬表面，使滑動膜與基體結(jié)合更加牢固。
[0033]斜盤表面滑動膜的形成方法為:對斜盤基體I進行粗糙化處理，然后在粗糙化表面3進行鈦化處理、鉻化處理或磷化處理，制備滑動膜材料，采用刮涂或滾涂方法將滑動膜材料涂覆在斜盤表面上，加熱燒結(jié)，燒結(jié)溫度達到315°C或以上。
[0034]粗糙化處理采用噴砂(丸)、蝕刻、機加工、激光糙化等方法。
[0035]接下來，再通過不同的試驗來示例性地說明滑動膜的抗咬合性和耐磨性等性能。
[0036]以二元胺(ODA)與6FDA合成的含氟聚酰亞胺作為下述試驗的粘結(jié)樹脂。
[0037]抗咬合性能試驗
[0038]針對不同的聚酰亞胺樹脂作為粘結(jié)劑形成的滑動膜進行咬合試驗比較，來檢驗和說明該滑動部件的滑動特性，試驗條件為:咬合試驗采用盤式干摩擦試驗機,斜盤試樣基體材料米用45鋼，斜盤試樣尺寸為Φ95mmX Φ 55mmX 6mm,其中每個斜盤試樣基體表面通過噴丸粗糙度為Rzl2，并進行磷化處理，然后分別在表面形成含有相同組分固體潤滑劑和無機填料的熱固性含氟聚酰亞胺樹脂滑動膜、熱固性聚酰亞胺樹脂滑動膜、熱塑性聚酰亞胺樹脂滑動膜、聚酰胺酰亞胺樹脂滑動膜(涂層組成成分按重量百分比)，滑動膜厚度均為0.03mm。為了使表面光滑，試樣件滑動膜表面粗糙度均加工至Ral.6。相對摩擦副的滑履為半球狀，直徑Φ 15，材料采用GCrl5鋼，淬火回火處理，硬度HV650-880，表面粗糙度Ra0.2。3個滑履均布在斜盤試樣表面，并通過轉(zhuǎn)盤對3個滑履施加3500N的壓力，并在轉(zhuǎn)盤的帶動下以2000r/min的轉(zhuǎn)速在斜盤試樣上轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生滑動摩擦副，試驗過程無潤滑油。在這種條件，測定斜盤和滑履達到咬合狀態(tài)的時間。所得到的結(jié)果列于表I。
[0039]表I
[0040]
【權(quán)利要求】
1.壓縮機滑動件表面的滑動膜，包含粘結(jié)樹脂、固體潤滑劑以及填料，其特征在于，粘結(jié)樹脂為熱固性含氟聚酰亞胺樹脂，填料為無機填料，固體潤滑劑以及填料分散在粘結(jié)樹脂中。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，所述粘結(jié)樹脂、固體潤滑劑以及填料在滑動膜中的重量百分比為:粘結(jié)樹脂35-75%，固體潤滑劑15-45%，無機填料2-20%。
3.如權(quán)利要求1所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，粘結(jié)樹脂的數(shù)均分子量不低于100000，平均直徑在小于等于20 μ m,玻璃化溫度不低于300°C。
4.如權(quán)利要求2所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，粘結(jié)樹脂在滑動膜中的重量百分比為55-70%。
5.如權(quán)利要求1所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，固體潤滑劑為聚四氟乙烯、二硫化鑰、石墨、氟化石墨中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，固體潤滑劑在滑動膜中的重量百分比為25-40%。
7.如權(quán)利要求1所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，無機填料為碳化硅、二氧化硅、氮化硅、氮化硼、鈦酸鉀中的一種或多種。
8.如權(quán)利要求1所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，無機填料的平均直徑小于等于Iy m，在滑動膜中的重量百分比為3-8%。
9.如權(quán)利要求1所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，粘結(jié)樹脂是由含氟二酐單體的共聚型聚酰亞胺或者由含氟二胺單體的共聚型含氟聚酰亞胺。
10.如權(quán)利要求1所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，滑動件的基體表面為粗糙化表面，該粗糙化表面包含鈦化層或鉻化層或磷化層。
11.如權(quán)利要求1所述的壓縮機滑動件表面的滑動膜，其特征在于，所述粗糙化表面的粗糙度為Rz4-RZ20。
12.在壓縮機滑動件上形成滑動膜的方法，其特征在于，制備權(quán)利要求1至9中任一項所述的滑動膜的材料，將滑動膜的材料涂覆在基體表面上，加熱燒結(jié)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在涂覆上述滑動膜前，對壓縮機滑動件的基體進行粗糙化處理，然后在粗糙化表面進行鈦化處理、鉻化處理或磷化處理。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，采用刮涂或滾涂方法涂覆上述滑動膜。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，燒結(jié)溫度達到315°C或以上。
【文檔編號】F04B39/00GK103450796SQ201210175638
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】周繼崢, 馬駿 申請人:上海三電貝洱汽車空調(diào)有限公司