CN116815109A - 一种新型高耐磨油封链条的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，属于链条生产技术领域，包括以下步骤：将预处理链条零件置于渗碳炉中，在温度530‑540℃下，氨气流量2.0L/min、混合液体0.2L/min，保温处理9h，得到渗透处理零件；淬火、回火：将渗透处理零件在热处理设备中淬火处理，淬火温度880‑930℃、淬火时间为15‑30min，之后在温度220‑300℃下回火45‑60min，得到中间产品1；发黑：将中间产品1在300℃，保温处理1h，之后置于发黑液中处理15‑30s，取出，得到中间产品2；喷丸之后组装，即得新型高耐磨油封链条；该油封链条不仅耐磨性好且具有优异的耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明属于链条生产技术领域，具体涉及一种新型高耐磨油封链条的生产工艺。
背景技术
油封链是每一节链条的关节部位的轴两头都有一个油封胶圈，在每一节链条的轴和轴套中间都有一定的润滑油被封装在里面。油封胶圈隔绝了润滑油的外泄和砂石、泥土、水和灰尘对每一节链条的轴和轴套的侵蚀，所以高质量的油封链经久耐用，寿命至少是普通同规格加厚链条的3倍，缺点是因为每一环链条的轴都有油封胶圈的原因，所以显得很紧、很硬，不像普通链条那样灵活，也比普通链条和普通加厚链条重，所消耗的发动机动力也相对多。
总的来说，油封链条由于具有使用寿命较普通链条较长的优势而被广泛应用，生产工艺包括以下步骤：热处理，在高温下采用辅助介质改善零件的组织结构，之后进行渗碳处理、淬火、回火、发黑、喷丸、磷化等处理，如中国专利CN110055543B中公开的一种链条生产工艺所述，采用高分子有机聚合原理，利用热处理工艺过程中回火余热成膜发黑，但是并非公开使用何种高分子有机聚合物，结合目前油封链条的耐磨性不佳的问题，有必要提供一种新型高耐磨油封链条的生产工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，以解决背景技术中的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、将合格的链条零件进行碱洗、酸洗，得到预处理链条零件；
步骤S2、将预处理链条零件置于渗碳炉中，在温度530-540℃下，氨气流量2.0L/min、混合液体0.2L/min，保温处理9h，得到渗透处理零件；
上述步骤中，混合液体中提供的碳元素可以形成碳氮共渗，提高链条零件的表面硬度和渗层深度，提供的氧元素可以在链条零件表面生成减缓腐蚀的氧化物，提供的硫元素可以在链条零件表面形成疏松多孔硫化层，有利于油脂的存储，降低摩擦系数，提高链条零件的耐磨性；
步骤S3、淬火、回火：将渗透处理零件在热处理设备中淬火处理，淬火温度880-930℃、淬火时间为15-30min，之后在温度220-300℃下回火45-60min，得到中间产品1；
步骤S4、发黑：将中间产品1在300℃，保温处理1h，之后置于发黑液中处理15-30s，取出，得到中间产品2；
步骤S5、喷丸：利用喷丸机将钢丸喷打在中间产品2上，提高中间产品2的表面疲劳强度，之后将中间产品2进行组装，装配油封胶圈和润滑油，即得新型高耐磨油封链条。
作为本发明进一步的技术方案，步骤S1中链条零件包括内外链板、销轴、套筒和滚子，均由45#钢和/或A3钢制成。
作为本发明进一步的技术方案，步骤S1中碱洗步骤为：10-25wt％氢氧化钠水溶液中，温度40-80℃去油5-15min，之后水洗烘干。
作为本发明进一步的技术方案，步骤S1中酸洗步骤为：5-20wt％盐酸水溶液中，温度40-60℃除锈5-15min，之后水洗烘干。
作为本发明进一步的技术方案，步骤S2中混合液体由乙醇和二硫化碳按照体积比为4：1组成。
作为本发明进一步的技术方案，步骤S5喷丸过程中用弹丸直径为0.2-2.5mm，压缩空气为0.2-0.6MPa，喷流与表面角度为30-90°。
作为本发明进一步的技术方案，发黑液通过以下步骤制成：
准备以下重量份原料：水性环氧丙烯酸树脂30-40份、甲醚化氨基树脂3-5份、改性碳化硅5-8份、水性色浆2-4份、缓蚀剂0.3-0.5份、偶联剂1份、流平剂1份、杀菌剂0.2份、消泡剂0.2份，将上述原料按比例混合均匀即得发黑液。
作为本发明进一步的技术方案，改性碳化硅通过以下步骤制成：
步骤A1、将SiC粉体加入1wt％盐酸溶液混合，搅拌反应4-5h，离心、沉淀干燥，得到预处理SiC粉体；
步骤A2、将预处理SiC粉体加入装有无水乙醇带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，加入偶联剂KH-560，于80℃下搅拌反应3-4h，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，80℃烘干，得到表面修饰SiC粉体；
步骤A3、将表面修饰SiC粉体、无水乙醇和丙烯酰胺，在50℃下搅拌反应6-8h，反应结束后，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，80℃烘干，得到改性碳化硅。
其中，步骤S1中SiC粉体和1wt％盐酸溶液的用量比为100g：800-1000mL，步骤S2中预处理SiC粉体、无水乙醇和偶联剂KH-560的用量比为10g：150mL：2-3g，步骤S3中修饰SiC粉体、无水乙醇和丙烯酰胺的用量比为10g：100-120mL：2.5-3.5g，首先利用1wt％盐酸溶液除去SiC粉体中杂质，之后利用偶联剂KH-560修饰处理，在SiC粉体表面引入环氧基团，最后利用氨基与环氧之间的开环反应，在SiC粉体表面通过化学键接枝丙烯酰胺，得到改性碳化硅。
作为本发明进一步的技术方案，水性环氧丙烯酸树脂为GS-330，购买于常州广树化工科技有限公司；氨基树脂为CYMEL303或CYMEL325，购买于美国氰特化工有限公司；缓释剂为缓蚀剂CP-1000(购买于上海鹏畔贸易有限公司)、缓蚀剂Halox515(上海劲辉化工有限公司)和缓蚀剂F862(深圳荣强科技有限公司)中一种或几种；色浆为色浆TSEL360W或SIP3070，购买于昆山世名科技有限公司；偶联剂为偶联剂NXH-311W和偶联剂NXH-410，购买于南京轩浩新材料科技有限公司；流平剂为Tego WET270和Tego 655，购买于德国迪高公司；杀菌剂为BIT20或IPBC30，购买于上海振威化工有限公司；消泡剂Foamex810，购买于德国迪高公司。
本发明的有益效果：
为了解决现有油封链条耐磨性差的问题，本发明提供一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，将油封链条零件通过酸洗、碱洗后渗碳处理，渗碳处理过程中采用复合渗碳介质，包括氨气和混合液(乙醇和二硫化碳)，混合液体中提供的碳元素可以形成碳氮共渗，提高链条零件的表面硬度和渗层深度，提供的氧元素可以在链条零件表面生成减缓腐蚀的氧化物，提供的硫元素可以在链条零件表面形成疏松多孔硫化层，有利于油脂的存储，降低摩擦系数，提高链条零件的耐磨性；之后进行淬火、回火、发黑、喷丸等工艺，其中发黑工艺尤为突出，采用由水性环氧丙烯酸树脂、甲醚化氨基树脂、改性碳化硅、水性色浆和其他助剂组成的发黑夜为链条零部件进行发黑处理，利用链条零件在低温回火时本身自带的热量，使发黑液在链条零件表面沉积形成致密的发黑膜的工艺，生成的发黑膜能够改善链条零件外观、隔离链条零件与腐蚀环境形成封闭膜层，且本发明在发黑液中引入了自制的改性碳化硅，通过改性处理，其不仅在发黑液中具有良好的分散性，且能够发黑液一起在链条零件上形成硬度高、耐磨性好的膜层，赋予链条零件优异的耐磨性，之后通过组装，得到高耐磨油封链条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种发黑液通过以下步骤制成：
准备以下重量份原料：水性环氧丙烯酸树脂30份、甲醚化氨基树脂3份、改性碳化硅5份、水性色浆2份、缓蚀剂0.3份、偶联剂1份、流平剂1份、杀菌剂0.2份、消泡剂0.2份，将上述原料按比例混合均匀。
所述改性碳化硅通过以下步骤制成：
步骤A1、将100g SiC粉体加入800mL 1wt％盐酸溶液混合，搅拌反应4h，离心、沉淀干燥，得到预处理SiC粉体；
步骤A2、将10g预处理SiC粉体加入装有150mL无水乙醇带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，加入2g偶联剂KH-560，于80℃下搅拌反应3h，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，80℃烘干，得到表面修饰SiC粉体；
步骤A3、将10g表面修饰SiC粉体、100mL无水乙醇和2.5g丙烯酰胺，在50℃下搅拌反应6h，反应结束后，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，80℃烘干，得到改性碳化硅。
其中，水性环氧丙烯酸树脂为GS-330，购买于常州广树化工科技有限公司；氨基树脂为CYMEL303，购买于美国氰特化工有限公司；缓释剂为缓蚀剂CP-1000(购买于上海鹏畔贸易有限公司)；色浆为色浆TSEL360W，购买于昆山世名科技有限公司；偶联剂为偶联剂NXH-311W，购买于南京轩浩新材料科技有限公司；流平剂为Tego WET270，购买于德国迪高公司；杀菌剂为BIT20，购买于上海振威化工有限公司；消泡剂Foamex810，购买于德国迪高公司。
实施例2
一种发黑液通过以下步骤制成：
准备以下重量份原料：水性环氧丙烯酸树脂40份、甲醚化氨基树脂5份、改性碳化硅8份、水性色浆4份、缓蚀剂0.5份、偶联剂1份、流平剂1份、杀菌剂0.2份、消泡剂0.2份，将上述原料按比例混合均匀。
所述改性碳化硅通过以下步骤制成：
步骤A1、将100g SiC粉体加入1000mL 1wt％盐酸溶液混合，搅拌反应5h，离心、沉淀干燥，得到预处理SiC粉体；
步骤A2、将10g预处理SiC粉体加入装有150mL无水乙醇带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，加入3g偶联剂KH-560，于80℃下搅拌反应4h，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，80℃烘干，得到表面修饰SiC粉体；
步骤A3、将10g表面修饰SiC粉体、120mL无水乙醇和3.5g丙烯酰胺，在50℃下搅拌反应8h，反应结束后，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，80℃烘干，得到改性碳化硅。
其中，水性环氧丙烯酸树脂为GS-330，购买于常州广树化工科技有限公司；氨基树脂为CYMEL325，购买于美国氰特化工有限公司；缓释剂为缓蚀剂Halox515(上海劲辉化工有限公司)；色浆为SIP3070，购买于昆山世名科技有限公司；偶联剂为偶联剂NXH-410，购买于南京轩浩新材料科技有限公司；流平剂为Tego 655，购买于德国迪高公司；杀菌剂为IPBC30，购买于上海振威化工有限公司；消泡剂Foamex810，购买于德国迪高公司。
对比例1
本实施例提供一种发黑液，与实施例2相比，将实施例2中改性碳化硅去除，其余原料及制备过程同实施例2。
实施例3
一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、将合格的链条零件进行碱洗、酸洗，得到预处理链条零件，链条零件包括内外链板、销轴、套筒和滚子，均由45#钢；
步骤S2、将预处理链条零件置于渗碳炉中，在温度530℃下，氨气流量2.0L/min、混合液体0.2L/min，保温处理9h，混合液体由乙醇和二硫化碳按照体积比为4：1组成，得到渗透处理零件；
步骤S3、淬火、回火：将渗透处理零件在热处理设备中淬火处理，淬火温度880℃、淬火时间为30min，之后在温度220℃下回火60min，得到中间产品1；
步骤S4、发黑：将中间产品1在300℃，保温处理1h，之后置于实施例1的发黑液中处理15s，取出，得到中间产品2；
步骤S5、喷丸：利用喷丸机将钢丸喷打在中间产品2上，步骤S5喷丸过程中用弹丸直径为0.2mm，压缩空气为0.2MPa，喷流与表面角度为30°，提高中间产品2是表面疲劳强度，之后将中间产品2进行组装，装配油封胶圈和润滑油，即得新型高耐磨油封链条。
其中，步骤S1中碱洗步骤为：10wt％氢氧化钠水溶液中，温度40℃去油15min，之后水洗烘干，酸洗步骤为：5wt％盐酸水溶液中，温度40℃除锈15min，之后水洗烘干。
实施例4
一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、将合格的链条零件进行碱洗、酸洗，得到预处理链条零件，链条零件包括内外链板、销轴、套筒和滚子，均由45#钢制成；
步骤S2、将预处理链条零件置于渗碳炉中，在温度535℃下，氨气流量2.0L/min、混合液体0.2L/min，保温处理9h，混合液体由乙醇和二硫化碳按照体积比为4：1组成，得到渗透处理零件；
步骤S3、淬火、回火：将渗透处理零件在热处理设备中淬火处理，淬火温度890℃、淬火时间为20min，之后在温度260℃下回火50min，得到中间产品1；
步骤S4、发黑：将中间产品1在300℃，保温处理1h，之后置于实施例2的发黑液中处理20s，取出，得到中间产品2；
步骤S5、喷丸：利用喷丸机将钢丸喷打在中间产品2上，步骤S5喷丸过程中用弹丸直径为0.5mm，压缩空气为0.4MPa，喷流与表面角度为50°，提高中间产品2是表面疲劳强度，之后将中间产品2进行组装，装配油封胶圈和润滑油，即得新型高耐磨油封链条。
其中，步骤S1中碱洗步骤为：15wt％氢氧化钠水溶液中，温度60℃去油10min，之后水洗烘干，酸洗步骤为：10wt％盐酸水溶液中，温度50℃除锈10min，之后水洗烘干。
实施例5
一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1、将合格的链条零件进行碱洗、酸洗，得到预处理链条零件，链条零件包括内外链板、销轴、套筒和滚子，均由45#钢制成；
步骤S2、将预处理链条零件置于渗碳炉中，在温度540℃下，氨气流量2.0L/min、混合液体0.2L/min，保温处理9h，混合液体由乙醇和二硫化碳按照体积比为4：1组成，得到渗透处理零件；
步骤S3、淬火、回火：将渗透处理零件在热处理设备中淬火处理，淬火温度930℃、淬火时间为15min，之后在温度300℃下回火45min，得到中间产品1；
步骤S4、发黑：将中间产品1在300℃，保温处理1h，之后置于实施例1的发黑液中处理30s，取出，得到中间产品2；
步骤S5、喷丸：利用喷丸机将钢丸喷打在中间产品2上，步骤S5喷丸过程中用弹丸直径为2.5mm，压缩空气为0.6MPa，喷流与表面角度为90°，提高中间产品2是表面疲劳强度，之后将中间产品2进行组装，装配油封胶圈和润滑油，即得新型高耐磨油封链条。
其中，步骤S1中碱洗步骤为：25wt％氢氧化钠水溶液中，温度80℃去油5min，之后水洗烘干，酸洗步骤为：20wt％盐酸水溶液中，温度60℃除锈5min，之后水洗烘干。
对比例2
与实施例3相比，将实施例3中发黑液替换成对比例1中物质，其余原料及制备过程同实施例3。
对实施例3-实施例5和对比例2所得油封链条进行性能测试，测试过程如下：
(1)耐腐蚀性：参照标准GB/T 10125-2012国家标准进行中性盐雾试验，此方法同样适用于已浸油或已涂漆的零件，采用试剂均为化学纯，在温度25℃±2℃电导率不高于20uS/cm的蒸馏水或去离子水中溶解的氯化钠，配制成溶度为50g/L±5g/L，在25℃时，配制的氯化钠溶液密度为1.029-1.036之间，并采用盐酸、氢氧化钠调整pH为6.5-7.2，观察12h后各组样品表面锈蚀情况；
(2)耐磨性：采用MPX-2000型盘销式磨损试验机上进行，摩擦副试验载荷均为干磨(载荷50N)，试验过程转速采用1102r/min，磨损10h采用分析天平(精度0.1mg)称量磨损质量；
结果如表1所示：
表1
| 项目 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例2 |
| 耐腐蚀性 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 锈蚀 |
| 磨损质量(g) | 0.01 | 0.008 | 0.005 | 0.1 |
由表1可以看出，相比于对比例2而言，实施例4、实施例5和实施例6所得油封链条耐腐蚀和耐磨性更好。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、将合格的链条零件进行碱洗、酸洗，得到预处理链条零件；
步骤S2、将预处理链条零件置于渗碳炉中，在温度530-540℃下，氨气流量2.0L/min、混合液体0.2L/min，保温处理9h，得到渗透处理零件；
步骤S3、淬火、回火：将渗透处理零件在热处理设备中淬火处理，淬火温度880-930℃、淬火时间为15-30min，之后在温度220-300℃下回火45-60min，得到中间产品1；
步骤S4、发黑：将中间产品1在300℃，保温处理1h，之后置于发黑液中处理15-30s，取出，得到中间产品2；
步骤S5、喷丸：利用喷丸机将钢丸喷打在中间产品2上，之后将中间产品2进行组装，装配油封胶圈和润滑油，即得新型高耐磨油封链条。
2.根据权利要求1所述的一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，其特征在于，步骤S1中链条零件包括内外链板、销轴、套筒和滚子，均由45#钢和/或A3钢制成。
3.根据权利要求1所述的一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，其特征在于，步骤S2中混合液体由乙醇和二硫化碳按照体积比为4：1组成。
4.根据权利要求1所述的一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，其特征在于，步骤S5喷丸过程中用弹丸直径为0.2-2.5mm，压缩空气为0.2-0.6MPa，喷流与表面角度为30-90°。
5.根据权利要求1所述的一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，其特征在于，发黑液通过以下步骤制成：
准备以下重量份原料：水性环氧丙烯酸树脂30-40份、甲醚化氨基树脂3-5份、改性碳化硅5-8份、水性色浆2-4份、缓蚀剂0.3-0.5份、偶联剂1份、流平剂1份、杀菌剂0.2份、消泡剂0.2份，将上述原料按比例混合均匀即得发黑液。
6.根据权利要求5所述的一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，其特征在于，改性碳化硅通过以下步骤制成：
步骤A1、将SiC粉体加入1wt％盐酸溶液混合，搅拌反应4-5h，离心、沉淀干燥，得到预处理SiC粉体；
步骤A2、将预处理SiC粉体加入装有三口烧瓶中，加入偶联剂KH-560，于80℃下搅拌反应3-4h，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，80℃烘干，得到表面修饰SiC粉体；
步骤A3、将表面修饰SiC粉体、无水乙醇和丙烯酰胺，在50℃下搅拌反应6-8h，反应结束后，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，80℃烘干，得到改性碳化硅。
7.根据权利要求6所述的一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，其特征在于，步骤A1中SiC粉体和1wt％盐酸溶液的用量比为100g：800-1000mL。
8.根据权利要求6所述的一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，其特征在于，步骤A2中预处理SiC粉体、无水乙醇和偶联剂KH-560的用量比为10g：150mL：2-3g。
9.根据权利要求6所述的一种新型高耐磨油封链条的生产工艺，其特征在于，步骤A3中修饰SiC粉体、无水乙醇和丙烯酰胺的用量比为10g：100-120mL：2.5-3.5g。
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