一種金屬尼龍復(fù)合軸套及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種金屬尼龍復(fù)合軸套，由鑄型尼龍內(nèi)層與圓筒形的鋅合金外層復(fù)合而成，其制造方法是：以鋅合金外層為鑄型尼龍的澆鑄模具，采用離心澆鑄的方法將尼龍活性混合料澆鑄到旋轉(zhuǎn)的預(yù)熱模具中，熔料在離心力的作用下在鋅合金外層的內(nèi)壁進(jìn)行聚合和成型。本發(fā)明的方法提高了軸套的抗震性，降低了成本，在保證軸套良好的強(qiáng)度及剛度的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了軸套的耐磨性，而且因?yàn)殍T型尼龍本身密度小、質(zhì)量輕、能長(zhǎng)期負(fù)載等特點(diǎn)，本發(fā)明制得的復(fù)合軸套相比于鋅合金軸套更具有輕質(zhì)、使用壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種金屬尼龍復(fù)合軸套及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于軸套的制造工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬尼龍復(fù)合軸套及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦和磨損消耗了全世界消費(fèi)能源的30%?40%，摩擦作為一種物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的自然現(xiàn)象，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然和改造自然過(guò)程中面臨的老問(wèn)題。為此，對(duì)于減摩、耐磨材料的研究是很有必要而且是一種必然的發(fā)展方向。
[0003]鑄造鋅鋁合金具有優(yōu)良的減磨耐磨性能、機(jī)械性能和顯著的經(jīng)濟(jì)性，可取代銅合金作耐磨材料，代替青銅作低、中速中溫重載軸承。所以，盡管鋅鋁合金問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，其相關(guān)科研技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大件和異型件的應(yīng)用增多，對(duì)合金產(chǎn)品性能提出了更高的要求。世界發(fā)達(dá)國(guó)家目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一系列的高鋁鋅基減磨材料及復(fù)合材料，供不同工況下的軸瓦、軸套、滑塊等選用。而國(guó)內(nèi)由于長(zhǎng)期受傳統(tǒng)觀(guān)念的影響，絕大多數(shù)冶金企業(yè)仍使用常規(guī)牌號(hào)的ZA27合金，該合金的耐磨性和抗震性還不夠好，有些時(shí)候不能滿(mǎn)足實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的需要，因此本發(fā)明旨在保證軸套的強(qiáng)度及剛度的前提下，改善軸套的耐磨性及抗震性，同時(shí)在一定程度上達(dá)到了輕質(zhì)和降低成本的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種金屬尼龍復(fù)合軸套及其制造方法，通過(guò)對(duì)鋅合金外層結(jié)構(gòu)的改進(jìn)并結(jié)合離心澆鑄的方法，有利于內(nèi)層尼龍與外層金屬之間的結(jié)合，在保證軸套強(qiáng)度與剛度的基礎(chǔ)上提高了軸套的耐磨性，并具有輕質(zhì)、使用壽命長(zhǎng)、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種金屬尼龍復(fù)合軸套，該復(fù)合軸套由鑄型尼龍內(nèi)層與圓筒形的鋅合金外層復(fù)合而成，并且，鑄型尼龍內(nèi)層的厚度與鋅合金外層的厚度比小于2:lo
[0006]—種制造所述金屬尼龍復(fù)合軸套的方法，該制造方法為離心鑄造法，具體步驟如下:
(1)以ΖΑ27或ΖΑ303合金為原料鑄造鋅合金外層，并將其進(jìn)行保溫處理，保溫溫度為360°C，保溫時(shí)間為4h，然后空冷處理，在鑄造鋅合金外層的過(guò)程中，在鋅合金外層的內(nèi)壁沿其軸向均勻設(shè)置三條燕尾槽，并且，鋅合金外層兩端分別鑄造朝所在端面中心凸出的環(huán)形凸緣；
(2)將步驟(I)加工的鋅合金外層通過(guò)其端部的環(huán)形凸緣固定于臥式離心機(jī)的機(jī)臺(tái)上，然后將鋅合金外層預(yù)熱至140_150°C ；
(3)啟動(dòng)臥式離心機(jī)，將180°C的尼龍活性混合料澆鑄到以500?600r/min速度旋轉(zhuǎn)的鋅合金外層內(nèi)，通過(guò)加熱鋅合金外層對(duì)其保溫20-30min，保溫的溫度為140-150°C，然后停止加熱并繼續(xù)旋轉(zhuǎn)3-5分鐘，待由尼龍活性混合料形成的鑄型尼龍內(nèi)層的溫度降至140?150°(:時(shí)，關(guān)閉臥式離心機(jī)并從臥式離心機(jī)上卸下復(fù)合軸套，將其放入100-110°C的保溫箱中保溫3-5h后，隨爐冷卻至50°C以下取出空冷至室溫，即可得到金屬尼龍復(fù)合軸套成品。
[0007]優(yōu)選的，所述燕尾槽的深度為1-2_。
[0008]優(yōu)選的，所述鋅合金外層一端環(huán)形凸緣的寬度大于成型后的鑄型尼龍內(nèi)層的厚度，另一端環(huán)形凸緣的寬度為鋅合金外層筒壁厚度的>4倍。
[0009]本發(fā)明所用的尼龍活性混合料為本領(lǐng)域常用的材料，其組分與制備方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因此，在此不再贅述。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
第一，本發(fā)明提高了軸套的抗震性，降低了成本，在保證軸套良好的強(qiáng)度及剛度的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了軸套的耐磨性，而且因?yàn)殍T型尼龍本身密度小、質(zhì)量輕、能長(zhǎng)期負(fù)載等特點(diǎn)，本發(fā)明制得的復(fù)合軸套相比于鋅合金軸套更具有輕質(zhì)、使用壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)；
第二，本發(fā)明采用離心澆鑄的工藝并在鋅合金外層內(nèi)壁設(shè)置燕尾槽，有利于鑄型尼龍內(nèi)層與鋅合金外層之間的緊密結(jié)合。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是利用本發(fā)明的方法加工的金屬尼龍復(fù)合軸套橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是鋅合金外層縱切后的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中標(biāo)記:1、鋅合金外層，2、鑄型尼龍內(nèi)層，3、燕尾槽，4、環(huán)形凸緣。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過(guò)具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，以便更好的理解本發(fā)明。
[0015]實(shí)施例1:一種金屬尼龍復(fù)合軸套，該復(fù)合軸套由鑄型尼龍內(nèi)層2與圓筒形的鋅合金外層I復(fù)合而成，并且，鑄型尼龍內(nèi)層2的厚度與鋅合金外層I的厚度比小于2:lo
[0016]一種制造上述金屬尼龍復(fù)合軸套的方法，該方法所用的材料為ΖΑ27合金和尼龍活性混合料，所用到的設(shè)備是臥式離心機(jī)，并采用離心澆鑄的工藝鑄造內(nèi)層為鑄型尼龍、外層為鋅合金的復(fù)合軸套，具體的工藝步驟如下:
(1)利用ΖΑ27合金鑄造鋅合金外層I，并在鋅合金外層I的內(nèi)壁沿其軸向均勻設(shè)置三條燕尾槽3，燕尾槽3的深度為1mm，鋅合金外層I的兩端分別鑄造朝所在端面中心凸出的環(huán)形凸緣4，并且，其中一端的環(huán)形凸緣4的寬度大于成型后的鑄型尼龍內(nèi)層2的厚度，另一端環(huán)形凸緣4的寬度是鋅合金外層I筒壁厚度的3倍；
(2)將所鑄造的鋅合金外層I通過(guò)較寬的環(huán)形凸緣4懸臂式固定在臥式離心機(jī)的機(jī)臺(tái)上，然后將鋅合金外層I預(yù)熱到140°C;
(3)啟動(dòng)臥式離心機(jī)帶動(dòng)機(jī)臺(tái)上的鋅合金外層I旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將180°C的尼龍活性混合料澆鑄到以500r/min速度旋轉(zhuǎn)的鋅合金外層I內(nèi)，通過(guò)加熱鋅合金外層I對(duì)其保溫20min，保溫的溫度為140°C，然后停止加熱并以所述的速度繼續(xù)旋轉(zhuǎn)3分鐘，待尼龍活性混合料形成的鑄型尼龍內(nèi)層2的溫度降至140°C時(shí)，關(guān)閉臥式離心機(jī)并從臥式離心機(jī)上卸下復(fù)合軸套，將其放入100°C的保溫箱中保溫3h后，隨爐冷卻至50°C以下取出空冷至室溫，即可得到金屬尼龍復(fù)合軸套成品。
[0017]在使用中，可以根據(jù)實(shí)際需要將復(fù)合軸套兩端的環(huán)形凸緣4加工除掉，也可以保由ο
[0018]實(shí)施例2:—種金屬尼龍復(fù)合軸套，該復(fù)合軸套由鑄型尼龍內(nèi)層2與圓筒形的鋅合金外層I復(fù)合而成，并且，鑄型尼龍內(nèi)層2的厚度與鋅合金外層I的厚度比小于2:lo
[0019]一種制造上述金屬尼龍復(fù)合軸套的方法，該方法所用的材料為ΖΑ27合金和尼龍活性混合料，所用到的設(shè)備是臥式離心機(jī)，并采用離心澆鑄的工藝鑄造內(nèi)層為鑄型尼龍、外層為鋅合金的復(fù)合軸套，具體的工藝步驟如下:
(1)利用ΖΑ27合金鑄造鋅合金外層I，并在鋅合金外層I的內(nèi)壁沿其軸向均勻設(shè)置三條燕尾槽3，燕尾槽3的深度為2mm，鋅合金外層I的兩端分別鑄造朝所在端面中心凸出的環(huán)形凸緣4，并且，其中一端的環(huán)形凸緣4的寬度大于成型后的鑄型尼龍內(nèi)層2的厚度，另一端環(huán)形凸緣4的寬度是鋅合金外層I筒壁厚度的4倍；
(2)將所鑄造的鋅合金外層I通過(guò)較寬的環(huán)形凸緣4懸臂式固定在臥式離心機(jī)的機(jī)臺(tái)上，然后將鋅合金外層I預(yù)熱到150°C;
(3)啟動(dòng)臥式離心機(jī)帶動(dòng)機(jī)臺(tái)上的鋅合金外層I旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將180°C的尼龍活性混合料澆鑄到以600r/min速度旋轉(zhuǎn)的鋅合金外層I內(nèi)，通過(guò)加熱鋅合金外層I對(duì)其保溫30min，保溫的溫度為150°C，然后停止加熱并以所述的速度繼續(xù)旋轉(zhuǎn)5分鐘，待尼龍活性混合料形成的鑄型尼龍內(nèi)層2的溫度降至150°C時(shí)，關(guān)閉臥式離心機(jī)并從臥式離心機(jī)上卸下復(fù)合軸套，將其放入110°C的保溫箱中保溫5h后，隨爐冷卻至50°C以下取出空冷至室溫，即可得到金屬尼龍復(fù)合軸套成品。
[0020]在使用中，可以根據(jù)實(shí)際需要將復(fù)合軸套兩端的環(huán)形凸緣4加工除掉，也可以保由ο
[0021]實(shí)施例3:—種金屬尼龍復(fù)合軸套，該復(fù)合軸套由鑄型尼龍內(nèi)層2與圓筒形的鋅合金外層I復(fù)合而成，并且，鑄型尼龍內(nèi)層2的厚度與鋅合金外層I的厚度比小于2:lo
[0022]一種制造上述金屬尼龍復(fù)合軸套的方法，該方法所用的材料為ΖΑ27合金和尼龍活性混合料，所用到的設(shè)備是臥式離心機(jī)，并采用離心澆鑄的工藝鑄造內(nèi)層為鑄型尼龍、外層為鋅合金的復(fù)合軸套，具體的工藝步驟如下:
(1)利用ΖΑ27合金鑄造鋅合金外層I，并在鋅合金外層I的內(nèi)壁沿其軸向均勻設(shè)置三條燕尾槽3，燕尾槽3的深度為1mm，鋅合金外層I的兩端分別鑄造朝所在端面中心凸出的環(huán)形凸緣4，并且，其中一端的環(huán)形凸緣4的寬度大于成型后的鑄型尼龍內(nèi)層2的厚度，另一端環(huán)形凸緣4的寬度是鋅合金外層I筒壁厚度的3倍；
(2)將所鑄造的鋅合金外層I通過(guò)較寬的環(huán)形凸緣4懸臂式固定在臥式離心機(jī)的機(jī)臺(tái)上，然后將鋅合金外層I預(yù)熱到145°C;
(3)啟動(dòng)臥式離心機(jī)帶動(dòng)機(jī)臺(tái)上的鋅合金外層I旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將180°C的尼龍活性混合料澆鑄到以550r/min速度旋轉(zhuǎn)的鋅合金外層I內(nèi)，通過(guò)加熱鋅合金外層I對(duì)其保溫25min，保溫的溫度為145°C，然后停止加熱并以所述的速度繼續(xù)旋轉(zhuǎn)4分鐘，待尼龍活性混合料形成的鑄型尼龍內(nèi)層2的溫度降至145°C時(shí)，關(guān)閉臥式離心機(jī)并從臥式離心機(jī)上卸下復(fù)合軸套，將其放入100°C的保溫箱中保溫4h后，隨爐冷卻至50°C以下取出空冷至室溫，即可得到金屬尼龍復(fù)合軸套成品。
[0023]在使用中，可以根據(jù)實(shí)際需要將復(fù)合軸套兩端的環(huán)形凸緣4加工除掉，也可以保由ο
[0024]實(shí)施例4:一種金屬尼龍復(fù)合軸套，該復(fù)合軸套由鑄型尼龍內(nèi)層2與圓筒形的鋅合金外層I復(fù)合而成，并且，鑄型尼龍內(nèi)層2的厚度與鋅合金外層I的厚度比小于2:lo
[0025]一種制造上述金屬尼龍復(fù)合軸套的方法，該方法所用的材料為ΖΑ303合金和尼龍活性混合料，所用到的設(shè)備是臥式離心機(jī)，并采用離心澆鑄的工藝鑄造內(nèi)層為鑄型尼龍內(nèi)層、外層為鋅合金外層的復(fù)合軸套，具體的工藝步驟如下:
(1)利用ΖΑ303合金鑄造鋅合金外層I，并在鋅合金外層I的內(nèi)壁沿其軸向均勻設(shè)置三條燕尾槽3，燕尾槽3的深度為1mm，鋅合金外層I的兩端分別鑄造朝所在端面中心凸出的環(huán)形凸緣4，并且，其中一端的環(huán)形凸緣4的寬度大于成型后的鑄型尼龍內(nèi)層2的厚度，另一端環(huán)形凸緣4的寬度是鋅合金外層I筒壁厚度的3倍；
(2)將所鑄造的鋅合金外層I通過(guò)環(huán)形凸緣4固定在臥式離心機(jī)的機(jī)臺(tái)上，然后將鋅合金外層預(yù)熱到140°C ；
(3)啟動(dòng)臥式離心機(jī)帶動(dòng)機(jī)臺(tái)上的鋅合金外層I旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將180°C的尼龍活性混合料澆鑄到以500r/min速度旋轉(zhuǎn)的鋅合金外層I內(nèi)，通過(guò)加熱鋅合金外層I對(duì)其保溫20min，保溫的溫度為140°C，然后停止加熱并以所述的速度繼續(xù)旋轉(zhuǎn)3分鐘，待尼龍活性混合料形成的鑄型尼龍內(nèi)層2的溫度降至140°C時(shí)，關(guān)閉臥式離心機(jī)并從臥式離心機(jī)上卸下復(fù)合軸套，將其放入100°C的保溫箱中保溫3h后，隨爐冷卻至50°C以下取出空冷至室溫，即可得到金屬尼龍復(fù)合軸套成品。
[0026]在使用中，可以根據(jù)實(shí)際需要將復(fù)合軸套兩端的環(huán)形凸緣4加工除掉，也可以保由ο
[0027]在以上實(shí)施例中，所用的尼龍活性混合料為本領(lǐng)域常用的材料，其制備方法是:以己內(nèi)酰胺單體為原料，加熱至130 °C熔化，抽真空脫水20min，然后向其中加入催化劑氫氧化鈉，再次抽真空脫水lOmin，得到反應(yīng)熔體，加入助催化劑三苯甲烷三異氰酸酯，混合均勻，在180 °C下保溫待澆注;其中催化劑、助催化劑與己內(nèi)酰胺單體的重量比為(0.2?1.0 ):(0.2?0.5);100ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬尼龍復(fù)合軸套，其特征在于:該復(fù)合軸套由鑄型尼龍內(nèi)層與圓筒形的鋅合金外層復(fù)合而成，并且，鑄型尼龍內(nèi)層的厚度與鋅合金外層的厚度比小于2:lo2.一種制造權(quán)利要求1所述金屬尼龍復(fù)合軸套的方法，其特征在于:該制造方法為離心鑄造法，具體步驟如下: (1)以ΖΑ27或ΖΑ303合金為原料鑄造鋅合金外層，并將其進(jìn)行保溫處理，保溫溫度為360°C，保溫時(shí)間為4h，然后空冷處理，在鑄造鋅合金外層的過(guò)程中，在鋅合金外層的內(nèi)壁沿其軸向均勻設(shè)置三條燕尾槽，并且，鋅合金外層兩端分別鑄造朝所在端面中心凸出的環(huán)形凸緣； (2)將步驟(I)加工的鋅合金外層通過(guò)其端部的環(huán)形凸緣固定于臥式離心機(jī)的機(jī)臺(tái)上，然后將鋅合金外層預(yù)熱至140_150°C ； (3)啟動(dòng)臥式離心機(jī)，將180°C的尼龍活性混合料澆鑄到以500?600r/min速度旋轉(zhuǎn)的鋅合金外層內(nèi)，通過(guò)加熱鋅合金外層對(duì)其保溫20-30min，保溫的溫度為140-150°C，然后停止加熱并繼續(xù)旋轉(zhuǎn)3-5分鐘，待由尼龍活性混合料形成的鑄型尼龍內(nèi)層的溫度降至140?150°(:時(shí)，關(guān)閉臥式離心機(jī)并從臥式離心機(jī)上卸下復(fù)合軸套，將其放入100-110°C的保溫箱中保溫3-5h后，隨爐冷卻至50°C以下取出空冷至室溫，即可得到金屬尼龍復(fù)合軸套成品。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬尼龍復(fù)合軸套的制造方法，其特征在于:所述燕尾槽的深度為I _2mm。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬尼龍復(fù)合軸套的制造方法，其特征在于:所述鋅合金外層一端環(huán)形凸緣的寬度大于成型后的鑄型尼龍內(nèi)層的厚度，另一端環(huán)形凸緣的寬度為鋅合金外層筒壁厚度的3~4倍。
【文檔編號(hào)】B29B11/06GK105904635SQ201610213790
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】王愛(ài)琴, 劉帥洋, 田捍衛(wèi), 梁婷婷, 郭惠丹, 馬竇琴, 謝敬佩, 李繼文, 王文焱, 李洛利
【申請(qǐng)人】河南科技大學(xué)