本發(fā)明涉及一種汽車半軸，具體涉及一種耐磨降噪的汽車半軸；屬于交通工具零部件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

汽車半軸是在差速器與驅(qū)動輪之間傳遞動力的實(shí)心軸，其內(nèi)端與差速器半軸齒輪連接，而外端則與驅(qū)動輪的輪轂相連，從差速器傳來的扭矩經(jīng)過半軸、輪轂等，最終傳遞給車輪，是傳動系中傳遞扭矩的一個重要零件。從半軸的分類來看，半軸可分為半浮式、全浮式和3/4浮式三種，其中半浮式和全浮式兩種形式應(yīng)用較為廣泛。其中，半浮式半軸除傳遞扭矩外，還要承受垂直力、側(cè)向力及縱向力所作用的彎矩，通常應(yīng)用在質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負(fù)荷也不大的轎車和微型客、貨汽車上，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)；而全浮式半軸除傳遞扭矩外，其它的力和力矩均由橋殼來承受，常應(yīng)用于輕型及以上的各種載貨汽車、越野車和客車，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本也相對較高。

在傳統(tǒng)工藝中，半軸鍛件大多是在空氣錘上采用胎膜鍛的方式生產(chǎn)的，工藝落后，鍛件精度低，產(chǎn)品質(zhì)量差且廢品率高，而且半軸在使用過程中承受扭力、壓力、摩擦力等，而且暴露于汽車外部的部件會經(jīng)受一定程度的來自粉塵、水、碎石顆粒和泥沙等的沖擊，導(dǎo)致半軸噪音很大，而且在高負(fù)荷工作狀態(tài)下容易損壞，從而影響汽車安全性、穩(wěn)定性及使用壽命，容易造成安全事故。

申請?zhí)枮?01521003427.3的實(shí)用新型專利公開了一種大型客車汽車半軸，采用擺輾新工藝制造，將滾動的圓錐形上模對毛坯端面局部加壓，使毛坯逐步成形的一種加工方法。由于擺動輾壓變形是局部接觸順序加壓，其接觸面積和單位壓力均比較小，以局部變形替代常規(guī)鍛造中的整體變形，變形均勻，工件質(zhì)量高，金屬流線好，尺寸精度高，切削加工量少，節(jié)省材料和能源，生產(chǎn)效率高，噪音小，勞動環(huán)境好。但是，該汽車半軸并不能解決實(shí)際運(yùn)作過程中汽車半軸存在的噪音大、耐磨性差、壽命縮短等問題，鑒于此，有必要研究如何提高汽車半軸的穩(wěn)定性以期提高汽車的安全性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)耐磨降噪的汽車半軸。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種耐磨降噪的汽車半軸，包括：用于連接橋體的法蘭盤、與法蘭盤一體加工成型的半軸桿以及形成于半軸桿端部的花鍵軸，所述法蘭盤上形成有若干螺栓連接孔，并且法蘭盤遠(yuǎn)離花鍵軸的一面在中間位置形成有凹槽，所述凹槽與法蘭盤上表面之間對稱設(shè)置有一對凸耳，所述花鍵軸的端部形成有中心孔以與輪轂連接。

優(yōu)選地，前述凹槽相較于法蘭盤上表面的深度為1-2mm，并且凹槽側(cè)壁與底壁的相交處采用了圓角處理，凹槽的設(shè)置能夠?qū)φ饎悠鸬捷^好的緩沖作用，同時(shí)還能吸收噪音從而實(shí)現(xiàn)更好的降噪性能。

再優(yōu)選地，前述凸耳相較于法蘭盤上表面的高度為1-2mm，凸耳能夠提高汽車半軸與橋體連接的密封性，因此能夠避免灰塵等進(jìn)入驅(qū)動橋內(nèi)部，延長汽車使用壽命。

更優(yōu)選地，前述花鍵軸表面加工有花鍵齒。

進(jìn)一步優(yōu)選地，前述凹槽內(nèi)的粗糙度Ra為0.8-1.6，所述法蘭盤上表面的粗糙度Ra為0.2-0.4，可見凹槽內(nèi)表面比法蘭盤上表面的粗糙度高，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠使得凹槽處的降噪性能更好。

而且，在汽車半軸表面涂布有復(fù)合涂層，所述復(fù)合涂層由如下重量份的各組分制成：溶劑50-80份、粘結(jié)劑30-50份、二氧化硅空心微球10-20份、納米二氧化鈦5-10份、三聚磷酸鋁4-8份、硅藻土3-5份及表面活性劑2-6份，該復(fù)合涂層能夠優(yōu)化汽車半軸的耐磨和降噪性能。

優(yōu)選地，前述復(fù)合涂層的厚度為5-8μm。

更優(yōu)選地，前述溶劑包括3-8重量份的聚乙烯醇和42-77重量份的去離子水，從而將各組分分散于其中。

再優(yōu)選地，前述二氧化硅空心微球的平均粒徑為1-3μm，所述納米二氧化鈦的平均粒徑為50-80nm。

進(jìn)一步優(yōu)選地，前述粘接劑為環(huán)氧樹脂，表面活性劑選自脂肪酸甲酯磺酸鈉、脂肪醇醚磷酸酯或脂肪醇醚乙氧基硫酸鈉中的一種。

此外，如前所述的一種耐磨降噪的汽車半軸上的復(fù)合涂層的制備方法如下：

S1、按重量份稱取各原料，將納米二氧化鈦投入球磨機(jī)中球磨2-4h后，再與二氧化硅空心微球、三聚磷酸鋁和硅藻土攪拌混合均勻，得到第一混合物；

S2、將第一混合物分散于溶劑中，在攪拌狀態(tài)下緩慢向其中加入粘接劑，調(diào)配成漿料，最后向漿料中滴加表面活性劑并攪拌均勻，得到復(fù)合涂料；

S3、采用冷噴涂或等離子噴涂工藝將復(fù)合涂料涂覆于汽車半軸表面即制得復(fù)合涂層。

本發(fā)明中，復(fù)合涂層的各主要原料的性能如下：

粘結(jié)劑：環(huán)氧樹脂，密度～1.0g/cm3(～是表示約等于，以下同)，低密度的軟相材料，無毒的有機(jī)成分；一方面作為造孔劑，可起到包覆金屬粉末的作用，易使涂層材料形成非勻質(zhì)、多微孔結(jié)構(gòu)；同時(shí)還能給涂層帶來一系列特殊性質(zhì)，如絕緣性、耐腐蝕性、高粘結(jié)強(qiáng)度和耐磨性等；

二氧化硅空心微球：中空微球是一類具有獨(dú)特形態(tài)的材料，由于其內(nèi)部總控，跟塊體材料相比，具有比表面積大、密度小、穩(wěn)定性好等特性；

納米TiO2(二氧化鈦)：密度～4.0g/cm3，高密度的硬質(zhì)相材料，粉末成本低，能起到彌散填充作用，易使涂層材料形成非勻質(zhì)、多位錯、多晶界和多微孔等缺陷結(jié)構(gòu)；

三聚磷酸鋁：分子式:AlO12P3，分子量:311.8989，斜方晶系結(jié)晶，非揮發(fā)性白色微晶粉末，難溶于水，微溶于醇，無毒對皮膚無刺激作用，熱穩(wěn)定性好，對酸比較穩(wěn)定；

硅藻土：分子式：SiO2，分子量：60.08，是一種硅質(zhì)巖石，具有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸著力和滲透性強(qiáng)、顆粒細(xì)小等特性；

表面活性劑：可起洗滌、乳化、發(fā)泡、濕潤、浸透和分散等多種作用，且表面活性劑用量少，操作方便、無毒無腐蝕。

本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明的汽車半軸結(jié)構(gòu)新穎，在法蘭盤的上表面設(shè)置有凹槽和凸耳，對于汽車半軸的耐磨性能和降噪能力有一定提升；更重要的是，汽車半軸表面的復(fù)合涂層對于汽車半軸的性能有更大的提升，組分之間發(fā)揮協(xié)同作用時(shí)汽車半軸的噪音等級均達(dá)到最優(yōu)的Z1等級，磨損率全部降至1.5％以下，因此，本發(fā)明的汽車半軸具有十分突出的耐磨性能和降噪能力，提高了產(chǎn)品使用的舒適度和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種耐磨降噪的汽車半軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記的含義：1、法蘭盤，2、半軸桿，3、花鍵軸，4、螺栓連接孔，5、凹槽，6、凸耳，7、中心孔。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體的介紹。

本發(fā)明中無特殊說明，所有原料均為市購。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的汽車半軸其結(jié)構(gòu)參見圖1，具體包括：用于連接橋體的法蘭盤1、與法蘭盤1一體加工成型的半軸桿2以及形成于半軸桿2端部的花鍵軸3，在法蘭盤1上形成有若干螺栓連接孔4以與橋體連接，花鍵軸3的端部形成有中心孔7以與輪轂連接，花鍵軸3表面加工有花鍵齒。

需要說明的是，法蘭盤1遠(yuǎn)離花鍵軸3的一面在中間位置形成有凹槽5，凹槽5與法蘭盤1上表面之間對稱設(shè)置有一對凸耳6，凹槽5相較于法蘭盤1上表面的深度為1mm，并且凹槽5側(cè)壁與底壁的相交處采用了圓角處理，凸耳6相較于法蘭盤1上表面的高度為2mm。經(jīng)驗(yàn)證：凹槽5的設(shè)置能夠?qū)φ饎悠鸬捷^好的緩沖作用，同時(shí)還能吸收噪音從而實(shí)現(xiàn)降噪；凸耳6則將汽車半軸與橋體連接由傳統(tǒng)的螺絲連接改進(jìn)為定位卡接&螺絲連接，從而優(yōu)化了密封性，能夠避免灰塵等進(jìn)入驅(qū)動橋內(nèi)部，延長汽車使用壽命。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的汽車半軸其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，具體包括：用于連接橋體的法蘭盤1、與法蘭盤1一體加工成型的半軸桿2以及形成于半軸桿2端部的花鍵軸3，在法蘭盤1上形成有若干螺栓連接孔4以與橋體連接，花鍵軸3的端部形成有中心孔7以與輪轂連接，花鍵軸3表面加工有花鍵齒。

需要說明的是，法蘭盤1遠(yuǎn)離花鍵軸3的一面在中間位置形成有凹槽5，凹槽5與法蘭盤1上表面之間對稱設(shè)置有一對凸耳6，凹槽5相較于法蘭盤1上表面的深度為2mm，并且凹槽5側(cè)壁與底壁的相交處采用了圓角處理，凸耳6相較于法蘭盤1上表面的高度為1mm。經(jīng)驗(yàn)證：凹槽5的設(shè)置能夠?qū)φ饎悠鸬捷^好的緩沖作用，同時(shí)還能吸收噪音從而實(shí)現(xiàn)降噪；凸耳6則將汽車半軸與橋體連接由傳統(tǒng)的螺絲連接改進(jìn)為定位卡接&螺絲連接，從而優(yōu)化了密封性，能夠避免灰塵等進(jìn)入驅(qū)動橋內(nèi)部，延長汽車使用壽命。

本實(shí)施例相較于實(shí)施例1還有如下改進(jìn)：凹槽5內(nèi)的粗糙度Ra為0.8-1.6，法蘭盤1上表面的粗糙度Ra為0.2-0.4，即凹槽5內(nèi)表面比法蘭盤1上表面的粗糙度高，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠使得凹槽5處的降噪性能更好，申請人推測這可能是粗糙的表面對于聲音的漫反射效果更好，從而進(jìn)一步提高了降噪性能。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的汽車半軸其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是：在汽車半軸表面還涂布有5微米(μm)厚的復(fù)合涂層，該復(fù)合涂層由如下重量份的各組分制成：溶劑50份(均為重量份，下同)、粘結(jié)劑30份、二氧化硅空心微球10份、納米二氧化鈦5份、三聚磷酸鋁4份、硅藻土3份及表面活性劑2份。其中，溶劑由3份聚乙烯醇和47份去離子水構(gòu)成；二氧化硅空心微球的平均粒徑為1-3μm，納米二氧化鈦的平均粒徑為50-80nm；粘接劑為環(huán)氧樹脂，表面活性劑選自脂肪酸甲酯磺酸鈉、脂肪醇醚磷酸酯或脂肪醇醚乙氧基硫酸鈉中的一種。

為了更好地實(shí)施本發(fā)明，對復(fù)合涂層的制備方法進(jìn)行如下闡述：

S1、按重量份稱取各原料，將納米二氧化鈦投入球磨機(jī)中球磨2-4h后，再與二氧化硅空心微球、三聚磷酸鋁和硅藻土攪拌混合均勻，得到第一混合物；

S2、將第一混合物分散于溶劑中，在攪拌狀態(tài)下緩慢向其中加入粘接劑，調(diào)配成漿料，最后向漿料中滴加表面活性劑并攪拌均勻，得到復(fù)合涂料；

S3、采用冷噴涂或等離子噴涂工藝將復(fù)合涂料涂覆于汽車半軸表面即制得復(fù)合涂層。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的汽車半軸其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是：在汽車半軸表面還涂布有8微米(μm)厚的復(fù)合涂層，該復(fù)合涂層由如下重量份的各組分制成：溶劑70份(均為重量份，下同)、粘結(jié)劑40份、二氧化硅空心微球15份、納米二氧化鈦8份、三聚磷酸鋁6份、硅藻土4份及表面活性劑5份。其中，溶劑由6份聚乙烯醇和64份去離子水構(gòu)成；二氧化硅空心微球的平均粒徑為1-3μm，納米二氧化鈦的平均粒徑為50-80nm；粘接劑為環(huán)氧樹脂，表面活性劑選自脂肪酸甲酯磺酸鈉、脂肪醇醚磷酸酯或脂肪醇醚乙氧基硫酸鈉中的一種。

該復(fù)合涂層的制備方法與實(shí)施例3完全相同，本實(shí)施例中不再贅述。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的汽車半軸其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是：在汽車半軸表面還涂布有6微米(μm)厚的復(fù)合涂層，該復(fù)合涂層由如下重量份的各組分制成：溶劑80份(均為重量份，下同)、粘結(jié)劑50份、二氧化硅空心微球20份、納米二氧化鈦10份、三聚磷酸鋁8份、硅藻土5份及表面活性劑6份。其中，溶劑由8份聚乙烯醇和72份去離子水構(gòu)成；二氧化硅空心微球的平均粒徑為1-3μm，納米二氧化鈦的平均粒徑為50-80nm；粘接劑為環(huán)氧樹脂，表面活性劑選自脂肪酸甲酯磺酸鈉、脂肪醇醚磷酸酯或脂肪醇醚乙氧基硫酸鈉中的一種。

該復(fù)合涂層的制備方法與實(shí)施例3完全相同，本實(shí)施例中不再贅述。

對比例1

本對比例與實(shí)施例1的差別在于：法蘭盤1遠(yuǎn)離花鍵軸3的一面(即上表面)是一個光滑的平面，法蘭盤1與橋體的連接依靠螺絲通過螺栓連接孔4得以實(shí)現(xiàn)。

對比例2

本對比例與實(shí)施例4的主要差別在于：組分中未加入二氧化硅空心微球，具體如下：

在汽車半軸表面還涂布有8微米(μm)厚的復(fù)合涂層，該復(fù)合涂層由如下重量份的各組分制成：溶劑70份(均為重量份，下同)、粘結(jié)劑40份、納米二氧化鈦8份、三聚磷酸鋁6份、硅藻土4份及表面活性劑5份。其中，溶劑由6份聚乙烯醇和64份去離子水構(gòu)成；納米二氧化鈦的平均粒徑為50-80nm；粘接劑為環(huán)氧樹脂，表面活性劑選自脂肪酸甲酯磺酸鈉、脂肪醇醚磷酸酯或脂肪醇醚乙氧基硫酸鈉中的一種。

對比例3

本對比例與實(shí)施例4的主要差別在于：組分中未加入二氧化硅空心微球和三聚磷酸鋁，具體如下：

在汽車半軸表面還涂布有8微米(μm)厚的復(fù)合涂層，該復(fù)合涂層由如下重量份的各組分制成：溶劑70份(均為重量份，下同)、粘結(jié)劑40份、納米二氧化鈦8份、硅藻土4份及表面活性劑5份。其中，溶劑由6份聚乙烯醇和64份去離子水構(gòu)成；納米二氧化鈦的平均粒徑為50-80nm；粘接劑為環(huán)氧樹脂，表面活性劑選自脂肪酸甲酯磺酸鈉、脂肪醇醚磷酸酯或脂肪醇醚乙氧基硫酸鈉中的一種。

性能檢測

為了更好地闡述本發(fā)明，對實(shí)施例1-5及對比例1-3進(jìn)行性能檢測，主要檢測汽車半軸在使用時(shí)的耐磨性能和降噪能力，結(jié)果見表1，檢測方法如下：

(1)、噪音檢測由儀器S0910-1來完成，噪音由低到高分為Z1，Z2，Z3，Z4四個級別；

(2)、耐磨性能檢測：

將待檢測的試樣裝在實(shí)驗(yàn)機(jī)上，在給定的條件下(干式、滑動摩擦、壓力：200N、時(shí)間60min)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后將試樣取下，采用稱重法(精度為萬分之一的分析天平)評估耐磨性能。

試樣在磨損前后必須嚴(yán)格進(jìn)行去油污，烘干后再進(jìn)行稱量否則因殘余的沒污會影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

計(jì)算按下式進(jìn)行：W＝W0－W1，磨損率＝W/W0。

式中：W—試樣的磨損量；W0—試樣在試驗(yàn)前的重量；W1—試樣在試驗(yàn)后的重量。

表1實(shí)施例1-5及對比例1-3的性能檢測結(jié)果

在噪音等級的檢測中，軸承轉(zhuǎn)動輕快，聲音均勻無異常聲，從表1可見，實(shí)施例1-5的噪音等級均在Z2以上，其中實(shí)施例3-5達(dá)到最優(yōu)的Z1等級，相較于對比例1的汽車半軸而言，法蘭盤1上表面的凹槽5和凸耳6對于汽車半軸的噪音有比較顯著的影響，而涂層中的二氧化硅空心微球和三聚磷酸鋁對于降噪能力的提升也是不容小覷的，這可能是因?yàn)榭招奈⑶虻膬?nèi)部中空結(jié)構(gòu)能夠起到吸收噪音從而實(shí)現(xiàn)了降噪作用；而磨損率檢測結(jié)果顯示，法蘭盤1上表面的凹槽5和凸耳6對于提高耐磨性能有一定的作用，但是復(fù)合涂層對于汽車半軸的耐磨性能是至關(guān)重要的，分析可見，通過各組分之間發(fā)揮協(xié)同作用，使得實(shí)施例3-實(shí)施例5的試樣磨損率全部降至1.5％以下，因此，本發(fā)明的汽車半軸具有良好的耐磨性能和降噪能力，提高了產(chǎn)品使用的舒適度和穩(wěn)定性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。