[发明专利]轴承表面绝缘涂层的制备方法

说明书

本发明涉及轴承表面绝缘涂层的制备方法，包括如下步骤：(1)将轴承基材清洗干净并烘干；(2)对所述基材的表面进行粗化与活化处理；(3)然后以氧化铝和氧化锆的混合物粉末为涂层原材料进行大气等离子喷涂，冷却后涂覆封孔剂，干燥后制得轴承表面绝缘涂层；所述混合物粉末中氧化铝占90～99wt％、氧化锆占1～10wt％。本发明方法采用大气等离子热喷涂对轴承表面进行处理，在不降低轴承绝缘性能的同时提高了轴承的使用寿命，本发明涂层显微维氏硬度值500～1000HV300，可制备厚度为0.1～1.2mm的涂层，且电绝缘性能较佳，涂层的拉伸结合强度高。

技术领域

本发明涉及表面改性技术领域，具体涉及轴承表面绝缘涂层的制备方法。

背景技术

轴承用于电动机、发电机及其他有轴电流通过的电器与设备时，会发生感应电流，而流过轴承的电流由于放电作用会对轴承的润滑脂、滚动体、滚道造成损害，形成局部小凹坑等缺陷。这些缺陷加剧了轴承的磨损，降低了设备运营维护周期，从而极大增加了成本。

热喷涂技术作为特种工艺已广泛应用于多个高端制造行业以提升零部件的耐磨、防腐等性能，使得使用寿命提升，并赋予润滑、隔热、绝缘、抗氧化等特殊性能。热喷涂技术主要是利用高能束等离子焰流、高速气焰流将材料加热熔化并雾化成极细的颗粒同时以很高的速度喷射到工件表面形成涂层，所得涂层不影响基材的性能。

氧化铝具有优异的电绝缘性能，常用做绝缘涂层的首选材料，但大多数的陶瓷材料具有抗热震性差、断裂韧性低等缺陷，从而限制了其应用。因此，提高氧化铝陶瓷材料的韧性非常重要。现有技术中利用热喷涂工艺方法制备绝缘涂层(CN 108715989 A，CN108300959A)通常是先制备镍基过渡层，然后再喷涂高纯氧化铝从而获得绝缘涂层。也有专利(CN 102021556 A)仅制备了单层纯氧化铝绝缘涂层，涂层厚度为0.25～0.4mm，涂层较薄，则力学性能不佳。但现有技术中制备绝缘涂层的工艺方法存在一些共性问题：首先因为高纯度的氧化铝形成的陶瓷涂层热膨胀系数约为7～8×10^-6/℃，而轴承基材如Gr15E的热膨胀系数约为5×10^-5/℃，二者相差较大造成热应力的不匹配，所以必须预先制备镍基类金属合金的过渡层以对不同热膨胀系数的材料进行缓冲过渡；第二，若只制备单一的纯氧化铝陶瓷绝缘涂层，涂层厚度仅仅只能在≤0.5mm的厚度范围内应用，且纯氧化铝涂层的韧性不佳。

发明内容

为了解决现有技术中轴承表面绝缘涂层常存在过度层或涂层较薄、韧性不佳的技术问题，而提供本发明的轴承表面绝缘涂层的制备方法。本发明方法的绝缘涂层能够攻破当前因绝缘涂层厚度较薄、力学性能不佳的问题而无法满足在实际使用工况下长时间对轴承基材的防电蚀保护要求。本发明方法采用大气等离子热喷涂对轴承表面进行处理，通过改进热喷涂工艺流程，根据现有绝缘涂层材料的应用局限，对涂层组分进行改进，在不降低轴承绝缘性能的同时还提高轴承的使用寿命。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

轴承表面绝缘涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将轴承基材清洗干净并烘干；

(2)对所述基材的表面进行粗化与活化处理；

(3)然后以氧化铝和氧化锆的混合物粉末为涂层原材料进行大气等离子喷涂，冷却后涂覆封孔剂，干燥后制得轴承表面绝缘涂层。

进一步地，所述混合物粉末中氧化铝占90wt％～99wt％、氧化锆占1wt％～10wt％。

再进一步地，所述氧化铝和所述氧化锆的粉末粒径小于100μm。

进一步地，步骤(1)中所述清洗采用酒精或丙酮进行手工擦拭或超声波清洗。

进一步地，步骤(1)中所述烘干的温度不超过80℃。