铝合金保持架和铝合金保持架的加工方法技术

提供一种铝合金保持架及其生产方法。铝合金保持架包括喷丸铝合金保持架基体和形成在喷丸铝合金保持架基体的表面上的涂层，涂层包括至少一层含镍层。根据本公开的铝合金保持架具有高疲劳强度、优异的耐腐蚀性、高表面硬度和低表面摩擦系数，并且显示优异的表面润滑性和耐磨耗性。和耐磨耗性。和耐磨耗性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铝合金保持架和铝合金保持架的加工方法


[0001]本公开涉及铝合金保持架(aluminum alloy cage)及其制备方法。特别地，本公开涉及具有良好的疲劳强度、耐腐蚀性、表面润滑性和耐磨耗性的铝合金保持架，及其制备方法。

技术介绍

[0002]在轴承领域，部分缠绕滚动元件并随其运动的轴承零件被称为保持架(或保持器)。滚动轴承保持架的主要功能是滚动元件的分离和分配。其它功能通常是防止滚动元件从可分离轴承脱落并且在轴承的卸载区中引导滚动元件。目前，广泛使用黄铜保持架。然而，黄铜保持架具有以下缺点或不足：黄铜的密度高，使得难以获得轻质轴承；原材料价格高，导致生产成本高；黄铜包含引起环境问题的铅。
[0003]特别地，当润滑油受硬质颗粒污染时，硬质颗粒会嵌入软的黄铜保持架中。并且，然后硬质颗粒将磨损与保持架口袋杆(pocket bar)接触的辊，导致轴承故障。此外，如果从黄铜除去铅，则黄铜的加工效率将显著降低，这会增加加工成本。
[0004]目前，可以使用铝合金保持架来代替黄铜保持架。然而，大多数现有的铝合金保持架在表面上没有涂层，导致不令人满意的疲劳强度、耐腐蚀性、润滑性和耐磨耗性。一些公司进行硬质阳极氧化来处理铝合金保持架的表面。但是此类处理后的铝合金保持架的疲劳强度劣化。

技术实现思路

[0005]专利技术要解决的问题
[0006]本公开的目的在于克服或至少减轻上述现有技术的不足，并且提供具有良好的疲劳强度、耐腐蚀性、表面润滑性和耐磨耗性的铝合金保持架，及其制备方法。/>[0007]用于解决问题的方案
[0008]铝合金保持架的加工方法包括以下步骤：
[0009](1)对铝合金保持架基体的表面喷丸；
[0010](2)对喷丸表面预处理；
[0011](3)在预处理后的表面上任选地形成中间层；
[0012](4)在基体上或者在中间层上形成至少一层含镍层。
[0013]专利技术的效果
[0014]根据本公开的铝合金保持架具有高疲劳强度、优异的耐腐蚀性、高表面硬度和低表面摩擦系数，并且显示优异的表面润滑性和耐磨耗性。
附图说明
[0015]图1为实施例1的喷丸并且Ni
‑
P
‑
PTFE涂覆的铝合金保持架在加速工况下的试验结果。
[0016]图2为对比例1的没有涂层的铝合金保持架在相同的加速工况下的试验结果。
[0017]图3为对比例2的常规黄铜保持架在相同的加速工况下的试验结果。
具体实施方式
[0018]本公开涉及包括喷丸铝合金保持架基体和形成在喷丸铝合金保持架基体的表面上的涂层的铝合金保持架。涂层包括基体上的中间层和形成在中间层上的至少一层含镍层，或形成在基体上的至少一层含镍层，其中中间层优选为锌中间层。中间层分别牢固地结合至铝合金保持架基体和含镍层，以确保良好的粘接性。
[0019]优选地，涂层包括内含镍层(inner nickel containing layer)和外含镍层(outer nickel containing layer)。内含镍层为单层或多层化学镀镍层(electroless nickel plating layers)，或者为单层或多层复合化学镀镍层，或者为多层化学镀镍层和复合化学镀镍层的组合。
[0020]优选地，涂层进一步包括Ni
‑
P
‑
PTFE层。Ni
‑
P
‑
PTFE层包含降低铝合金保持架的摩擦系数的PTFE(聚四氟乙烯)颗粒。另外，Ni
‑
P
‑
PTFE层具有相对高的硬度，其会改善铝合金保持架在使用时的耐磨耗性。
[0021]本公开进一步提供铝合金保持架的制备方法，其包括以下步骤：
[0022](1)对铝合金保持架基体的表面喷丸；
[0023](2)对喷丸表面预处理；
[0024](3)在预处理后的表面上任选地形成中间层；
[0025](4)在基体上或者在中间层上形成至少一层含镍层。
[0026](1)喷丸
[0027]以0.2
‑
0.5mmA的Almen强度进行喷丸至完全覆盖，其会在距表面50μm至200μm的深度处导致50～280MPa的残余压缩应力。
[0028](2)预处理
[0029]本公开的预处理步骤包括但不限于，化学脱脂的步骤、和表面活化的步骤。更优选地，在化学脱脂的步骤之前进行有机脱脂的步骤。在以下段落中详细描述各上述步骤。
[0030](2.1)有机脱脂
[0031]任选地，对铝合金保持架的表面进行有机脱脂的步骤。有机脱脂是为了将铝合金保持架的表面上的油脂溶解在有机溶剂中并且除去油脂。当铝合金保持架的表面上的油脂相对厚时，有机脱脂是特别优选的。有机溶剂为由乙醇、煤油、和汽油或其它环境友好的有机溶剂组成的组中的一种或两种以上。然而，通常，有机脱脂是不彻底的，因为当基体材料表面上的有机溶剂挥发时，溶解在溶剂中的油脂将保持在铝合金保持架的表面上。因此，优选地，在有机脱脂的步骤之后进行化学脱脂的步骤。
[0032](2.2)化学脱脂
[0033]采用化学脱脂工序，以在60℃至80℃的操作温度范围内使铝合金保持架的表面脱脂。化学脱脂溶液可以为碱性或酸性。其中，碱性脱脂溶液包含由碳酸钠、氢氧化钠、十二水合磷酸钠、硅酸钠和硼酸钠组成的组中的一种或两种以上，其中典型的组成为15～20g/L碳酸钠、20～30g/L十二水合钠和10～15g/L硅酸钠。
[0034]酸脱脂逐渐盛行，浴溶液包含H2SO4或H3PO4，添加HF、Fe、H2O2、NO和非离子性表面活
性剂，在室温下操作3～5分钟。其具有高效率并且没有污染，比碱脱脂对铝合金更好并且使用更广泛。
[0035]进行化学脱脂的方法不限于此。例如，其可以为酸脱脂或碱脱脂，也通过浸渍、喷雾、蒸气等，或者通过其组合来进行。
[0036]化学脱脂的步骤之后，进行必要的冲洗以避免残余化学脱脂溶液对金属表面的污染。例如，用干净的水进行冲洗，以实现冲洗液中非常低浓度的化学脱脂溶液。优选地，当冲洗液中化学脱脂溶液的浓度小于化学脱脂溶液的初始浓度的2％时，停止冲洗。
[0037](2.3)活化
[0038]对铝合金保持架的表面进行活化。优选地，在室温下，将铝合金保持架浸渍在50％硝酸溶液中20～30秒，以使铝合金保持架的表面活化。
[0039]在活化之后，进行必要的冲洗以避免残余的酸性溶液对金属表面的腐蚀。例如，用干净的水进行冲洗，以实现冲洗液中非常低浓度的酸性溶液。
[0040](3)形成中间层
[0041]在铝合金保持架的表面的预处理步骤之后，任选地在预处理后的表面上形成中间层。优选地，将预处理后的表面浸渍在锌盐溶液中以形成中间层。在以下段落中详细描述该步骤。
[0042]为了将铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种铝合金保持架，其包括喷丸铝合金保持架基体和形成在所述喷丸铝合金保持架基体的表面上的涂层，所述涂层包括至少一层含镍层。2.根据权利要求1所述的铝合金保持架，所述喷丸铝合金保持架基体在距表面50μm至200μm的深度处的残余压缩应力为50MPa至280MPa。3.根据权利要求1所述的铝合金保持架，其中所述涂层进一步包括所述基体上的中间层，所述含镍层形成在所述中间层上。4.根据权利要求1所述的铝合金保持架，其中所述中间层为含锌层。5.根据权利要求1所述的铝合金保持架，其中所述涂层包括内含镍层和外含镍层。6.根据权利要求5所述的铝合金保持架，其中所述内含镍层为单层或多层化学镀镍层，或者为单层或多层复合化学镀镍层，或者为多层化学镀镍层和复合化学镀镍层的组合。7.根据权利要求5或6所述的铝合金保持...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶胜华，章桢彦，韦剑飞，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：