導(dǎo)語(yǔ)：尼龍涂敷技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品零部件的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：尼龍材料具有優(yōu)異的耐磨性、耐候性、耐腐蝕性、降噪性等優(yōu)點(diǎn)，作為表面涂敷技術(shù)的材料，能夠較大程度地提升被涂敷工件的性能。通過(guò)確定合適的工藝流程及參數(shù)，將該技術(shù)應(yīng)用于拖拉機(jī)的撥叉等零部件，可有效解決變形、磨損等問(wèn)題，提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：尼龍；涂敷工藝；磨損；變形；撥叉

1尼龍材料

尼龍（PA）是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)的熱塑性樹(shù)脂的總稱。它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破，也是高分子化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。尼龍材料經(jīng)歷了近100年的發(fā)展，隨著尼龍11（法國(guó)阿科瑪）、尼龍1010（中國(guó)上海賽璐珞楊）、尼龍12（德國(guó)許路斯和瑞士Emser）、尼龍1212（美國(guó)杜邦）、尼龍9T（日本可樂(lè)麗）、尼龍1012（鄭州大學(xué)）、尼龍10T（廣州金發(fā)科技）等尼龍材料相繼得到發(fā)明或開(kāi)發(fā)，尼龍材料逐步成為當(dāng)今產(chǎn)量最大、規(guī)格最多、用途最廣的五大工程塑料之一。

2尼龍涂敷技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品上的應(yīng)用

2．1尼龍1010涂敷應(yīng)用于活塞式隔膜泵

活塞式隔膜泵是輸送高磨蝕固－液兩相介質(zhì)的新一代往復(fù)泵，由于使用工況較為復(fù)雜，零部件易出現(xiàn)銹蝕破損的問(wèn)題。通過(guò)系統(tǒng)研究尼龍1010材料在鋁基合金制品上的涂敷工藝，解決了活塞式隔膜泵的防腐問(wèn)題。對(duì)影響涂層的七個(gè)因素進(jìn)行了正交試驗(yàn)，確定其最佳工藝參數(shù)［1－2］，如表1所示。

2．2尼龍11涂敷應(yīng)用于重型貨車(chē)零部件

重型貨車(chē)在行駛過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲，除來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、驅(qū)動(dòng)橋、車(chē)輪與地面的摩擦等因素之外，傳動(dòng)軸的摩擦也是導(dǎo)致該問(wèn)題發(fā)生的主要因素之一。傳動(dòng)軸總成不僅能產(chǎn)生NVH問(wèn)題，也破壞了動(dòng)平衡［3］。傳動(dòng)軸總成包括花鍵軸和套管，為一對(duì)摩擦副。重型貨車(chē)在行使和越障時(shí)，該摩擦副在扭轉(zhuǎn)負(fù)荷作用下共同旋轉(zhuǎn)，要求能夠自由滑動(dòng)伸縮，而在某些工況下，摩擦副可能產(chǎn)生很高的滑動(dòng)伸縮阻力，并面臨咬死的極限狀態(tài)。轉(zhuǎn)矩達(dá)到約4000N·m時(shí)，該摩擦副產(chǎn)生滑動(dòng)所需的拉力為25．48kN，該力的作用會(huì)造成車(chē)輛結(jié)構(gòu)件的損壞。為解決該問(wèn)題，將尼龍11作為涂層材料進(jìn)行前處理，使用靜電噴涂工藝在重型卡車(chē)傳動(dòng)軸總成上進(jìn)行尼龍涂敷，有效降低了摩擦力，減少了磨損［4］。

2．3尼龍11在海水淡化裝置防腐涂層上的應(yīng)用

1967年，Looksbroek首次將尼龍11涂層鋼管應(yīng)用在飲用水處理工廠，經(jīng)過(guò)40余年的發(fā)展，尼龍11作為管道防腐涂層的海水淡化裝置得到廣泛應(yīng)用。涂層具有極佳的耐海水性能，涂敷后的工件在高鹽高濕環(huán)境下即使浸泡10年，也不會(huì)發(fā)生物理性質(zhì)的改變［5］，且尼龍11源自于可再生生物材料蓖麻子，不會(huì)釋放任何有害的化合物，符合多個(gè)國(guó)家的直飲水標(biāo)準(zhǔn)。目前，尼龍11涂敷的管道已在荷蘭近70％的飲用水處理廠以及德國(guó)超過(guò)50％的飲用水廠得到了使用。

3撥叉尼龍涂敷技術(shù)的研究

撥叉是拖拉機(jī)的重要部件之一，一拖公司LF2204動(dòng)力換擋拖拉機(jī)傳動(dòng)系國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的推進(jìn)對(duì)撥叉也有相對(duì)高的質(zhì)量技術(shù)要求。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)拖拉機(jī)變速箱撥叉均使用的是淬火工藝，容易出現(xiàn)零件變形等現(xiàn)象，致使換擋時(shí)齒輪嚙合不到位，產(chǎn)生異常受力導(dǎo)致變速箱齒輪發(fā)生過(guò)度磨損、打齒等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)可致變速箱齒輪失效。

3．1撥叉類(lèi)零件加工、使用的常見(jiàn)問(wèn)題及故障分析

撥叉類(lèi)零件在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)受滑桿與齒輪輪轂的距離（即變速撥叉的工作距離）以及齒輪箱位置空間的限制，一般采用薄壁三叉型結(jié)構(gòu)。撥叉的一頭是與滑桿聯(lián)接的圓柱凸臺(tái)滑桿孔，而另一頭則是撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪（或嚙合套）的叉口。撥叉的生產(chǎn)過(guò)程為：鍛造→切邊→調(diào)質(zhì)→粗加工→叉口感應(yīng)淬火→精磨→成品，由于撥叉的種類(lèi)繁多，形態(tài)各異，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、加工比較困難，在鍛造、加工和熱處理的過(guò)程中，非常容易產(chǎn)生變形情況。變形主要是由于工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力造成的，為了提高撥叉叉口的強(qiáng)度，需要對(duì)其進(jìn)行熱處理，由于相變的不均勻性，導(dǎo)致零件內(nèi)部出現(xiàn)較大的殘余應(yīng)力，初始?xì)堄鄳?yīng)力在切削加工的過(guò)程中得到釋放導(dǎo)致零件變形。由于撥叉變形超差，致使換擋時(shí)齒輪嚙合不到位，產(chǎn)生異常受力導(dǎo)致變速箱齒輪發(fā)生過(guò)度磨損、打齒等失效破壞，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。撥叉在使用中出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題如表2所示。

3．2撥叉尼龍涂敷后的性能改進(jìn)及意義

一拖公司對(duì)法國(guó)TX4A動(dòng)力換擋傳動(dòng)系進(jìn)行拆解，檢測(cè)分析其一、二擋及三、四擋換擋撥叉，發(fā)現(xiàn)該車(chē)型傳動(dòng)系撥叉沒(méi)有進(jìn)行熱處理，在其叉口部位涂敷了尼龍涂層，在使用后幾乎沒(méi)有磨損。對(duì)涂層進(jìn)行檢測(cè)，確定為尼龍11材料。涂層熔點(diǎn)為188℃，涂層厚度分別為303～312μm，368～388μm。紅外光譜圖如圖1所示。使用尼龍涂敷工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)叉口部表面強(qiáng)化，能夠有效降低磨損，提高產(chǎn)品的性能，同時(shí)替代了熱處理工序，減少撥叉零件因?yàn)樽冃卧斐傻难b配困難，降低使用中的故障率，降低撥叉加工成本，對(duì)于推進(jìn)動(dòng)力換擋傳動(dòng)系國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程而言，是有必要掌握的關(guān)鍵制造技術(shù)之一。可推廣應(yīng)用于其它拖拉機(jī)關(guān)鍵零部件，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

3．3撥叉類(lèi)零件尼龍涂敷的工藝流程

撥叉類(lèi)零件尼龍涂敷工藝流程見(jiàn)圖2。3．3．1工件表面處理3．3．1．1預(yù)處理清潔的工件表面是保證聚酰胺涂層與零件最佳附著力的最重要因素。清潔過(guò)程包括去除無(wú)機(jī)殘留物和有機(jī)殘留物。有機(jī)殘留物的去除可以使用蒸汽除油或者升溫堿洗等方式。保證工件的清潔度，無(wú)機(jī)物如鐵銹，可以通過(guò)噴砂或化學(xué)除銹方式去除。噴砂材料可以用氧化鋁砂、鐵砂、鋼砂（60－80目）。噴砂處理后還可以增加工件涂覆部位的粗糙度，增強(qiáng)尼龍涂覆的附著力。3．3．1．2噴涂底漆底漆的作用是增強(qiáng)工件和聚酰胺涂層之間的附著力。在預(yù)處理完成后，應(yīng)該馬上對(duì)工件進(jìn)行涂底漆操作。這一點(diǎn)當(dāng)預(yù)處理采用噴砂工藝時(shí)，顯得尤為重要。縮短預(yù)處理和涂覆底漆工序之間的時(shí)間，可以減少工件表面氧化層的形成。3．3．2加熱加熱工件的作用主要有兩個(gè)，一是底漆需要熱量來(lái)交聯(lián)固化；二是工件需要有足夠的熱量來(lái)熔化指定厚度的尼龍11超細(xì)粉末。為了得到高質(zhì)量的涂層并節(jié)約成本，應(yīng)控制好工件的溫度。3．3．3尼龍浸涂有很多參數(shù)會(huì)影響預(yù)熱工件的溫度和最終的涂層厚度。一般有以下幾個(gè)主要因素：零件尺寸，預(yù)熱時(shí)間（必須保證零件的溫度和烘箱設(shè)定的一致），烘箱到流化床的轉(zhuǎn)移時(shí)間，在流化床中的浸滯時(shí)間（調(diào)節(jié)這個(gè)參數(shù)可以得到期望的涂層厚度）。為了得到所需涂層厚度，可進(jìn)行兩次或者多次浸涂。兩次浸涂之間，需要稍停片刻讓粉末充分熔化。3．3．4冷卻可對(duì)涂敷后的工件進(jìn)行自然冷卻，或待尼龍涂層變硬穩(wěn)定后用水冷卻，并用壓空吹干，以免未涂敷處因濕度較大而銹蝕。

3．4撥叉尼龍涂敷工藝研發(fā)路線

尼龍涂敷技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于加熱溫度、涂敷時(shí)間和涂敷次數(shù)的選擇。首先要通過(guò)試板試驗(yàn)確定各項(xiàng)工藝參數(shù)，選用與撥叉材料相同的試板（如45鋼），試驗(yàn)探索預(yù)處理方法、加熱溫度、涂敷時(shí)間、涂敷次數(shù)、固化方式等工藝參數(shù)，通過(guò)檢測(cè)外觀、粗糙度、厚度、硬度等指標(biāo)，經(jīng)綜合比較，最終優(yōu)選合適的工藝參數(shù)。再依據(jù)工藝條件進(jìn)行撥叉的涂敷試驗(yàn)，進(jìn)行尼龍涂層的致密性、耐摩擦、抗沖擊、附著力、柔韌性、耐濕熱性等各種性能試驗(yàn)，撥叉性能臺(tái)架分析驗(yàn)證，最后進(jìn)行裝車(chē)驗(yàn)證與跟蹤分析。

4結(jié)論

本文介紹了尼龍材料的發(fā)展歷史以及尼龍涂敷技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品上應(yīng)用的實(shí)例，并結(jié)合一拖公司拖拉機(jī)傳動(dòng)箱撥叉存在的變形、磨損等實(shí)際問(wèn)題，提出了替代熱處理工序而采用尼龍涂敷的工藝研發(fā)路線。實(shí)施該工藝后，可有效降低加工成本，減少零件變形，降低產(chǎn)品故障率，提高使用性能，可推廣應(yīng)用于其它關(guān)鍵零部件產(chǎn)品，從而提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

［1］李珍芳．活塞式隔膜泵涂敷PA1010工藝研究［C］／／第十四屆全國(guó)涂料涂裝及表面處理技術(shù)研討會(huì)論文集．北京：中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)，2007：125－128．

［2］李珍芳，金祝年．用尼龍涂覆活塞式隔膜泵的工藝研究［J］．材料保護(hù)，2005，38（9）：46－48．

［3］吳植民．汽車(chē)構(gòu)造［M］．2版．吉林：人民交通出版社，1987．

［4］張克金，張萬(wàn)喜，宋華，等．尼龍自潤(rùn)滑涂層的摩擦磨損特性及其在重型貨車(chē)上的應(yīng)用［J］．汽車(chē)工程，2006，28（7）：696－698．

［5］吳潔．用尼龍涂敷活塞式隔膜泵的工藝研究［C］／／中國(guó)電力脫鹽技術(shù)（西湖）論壇暨首屆全國(guó)電站化學(xué)專(zhuān)業(yè)技術(shù)研討會(huì)論文集．北京：中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)，2009：211－217．

作者：李佩哲 曹晨 高鳴 邵經(jīng)峰 單位：第一拖拉機(jī)股份有限公司制造工程中心