一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法与流程

1.本发明涉及万向节加工技术领域，具体为一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法。


背景技术：

2.万向节即万向接头，英文名称universal joint，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件，万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置，在前置发动机后轮驱动的车辆上，万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间；而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴，万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间；
3.万向节在汽车传动系统的重要地位，以及其传动原理，决定万向节需具有较强抗腐蚀、耐磨性和耐高温性能；万向节安装位置较低，在车辆行驶中会使酸碱性溶液或污水喷溅至万向节上，造成万向节受到腐蚀与磨损，导致其使用性能下降，引发汽车传统系统失灵等严重后果；环境中酸碱性粉尘、颗粒物附着吸收空气中水分，也会对万向节造成腐蚀或磨损作用，为此，我们提出一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，包括以下步骤：
7.s1、将万向节置于感应线圈中进行真空加热，先进行高频加热，感应加热频率设置为6-8khz，加热时间25-40min，并在高频加热结束时立即设置加热频率为20-25khz，加热时间26-30min，按照降温速度5℃/min降温进行恒温处理，冷却后制得加热万向节；
8.s2、将加热万向节放入离子镀膜机反应仓中进行离子镀膜，温度为760-780℃，通入反应仓体积15％-18％的混合气体，先设置射频电源频率25-30khz，沉积反应30-33min，再设置射频电源频率为15-17khz，沉积反应22-26min，制得镀膜万向节；
9.s3、将镀膜万向节浸入磷化液中进行磷化处理，温度为70-75℃，压强0.3-0.4mpa，时间为20-25min，制得磷化万向节；
10.s4、将磷化万向节置于真空罐中进行氧化处理，并通入真空罐体积23％-27％体积浓度的臭氧，温度65-70℃，压强0.5-0.7mpa，反应35-40min，制得耐腐蚀万向节；
11.s5、将耐腐蚀万向节的表面刷涂耐磨水性涂料，在温度20-30℃的室内静置1-3h，制得耐磨耐腐蚀万向节。
12.优选的，所述步骤s5中的耐磨水性涂料由如下重量份原料制成：
13.45-60份改性聚氨酯，20-30份丙烯酸树脂，10-15份炭黑，10-15份钛白粉，0.5-0.8份消泡剂，5-8份邻苯二甲酸二辛酯，0.1-0.5份偶联剂，10-15份聚乙烯醇，50-60份水。
14.优选的，所述耐磨水性涂料由如下方法制备而成：
15.a、将丙烯酸树脂加热熔融，之后加入聚乙烯醇，搅拌均匀后制得混合料a，备用；
16.b、将水加入反应釜中，升温至65-70℃，加入混合料a，以600-650r/min的转速搅拌30min，加入消泡剂，继续搅拌30min，之后降温至30-35℃，加入邻苯二甲酸二辛酯，继续搅拌1h，加入炭黑，超声震荡1.5h，制得混合液b；
17.c、将混合液b升温至80℃，在此温度下保温2h，之后依次加入改性聚氨酯、钛白粉和偶联剂，匀速搅拌5h，制得耐磨水性涂料。
18.优选的，所述步骤s1所述的恒温处理，其温度为210-230℃，时间1-2h。
19.优选的，所述步骤s2中的反应仓，其进行镀膜反应前为真空状态，且所述混合气体其中硅烷：氨气质量配比为2-3：1。
20.优选的，所述步骤s3中的磷化液，其中磷酸二氢酸锰：磷酸二氢酸锌质量配比1：2-3，其质量浓度为9％-12％。
21.优选的，所述改性聚氨酯由如下方法制成：
22.e、将甲苯二异氰酸酯进行脱水处理，脱水处理后与三羟甲基乙烷加入烧杯中，匀速搅拌20min，升温至50℃，保温4h后加入丙三醇和对羟基苯甲酸，搅拌15min后制得聚氨酯预聚体溶液；
23.f、将纳米氧化铝加入装有kh550的烧杯中，匀速搅拌5min，升温至50℃，回流1h，过滤，用去离子水洗涤三次，转移至80℃干燥箱中干燥2h，制得修饰后的纳米氧化铝，控制纳米氧化铝和kh550的重量比为1∶10-15；
24.g、将修饰后的纳米氧化铝加入聚氨酯预聚体溶液中，匀速搅拌并加热至85℃，反应5h，制得改性聚氨酯乳液，过滤、干燥，制得改性聚氨酯。
25.优选的，所述消泡剂为二甲基硅油和gp型聚醚消泡剂中的一种。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.一、本发明通过将万向节置于感应线圈中通电后感应线圈产生强涡型磁场，并使万向节表层温度迅速上升，对万向节表层2-10mm深度起到淬火作用，提高表层结构紧密度和抗腐蚀性能，且分别使用7-9khz和15-20khz两种频次处理，其分别对万向节内部和表层进行加热淬火，可提高对万向节处理深度和抗腐蚀性能，再通过降温后恒温处理，可避免温差过大导致万向节结构急剧收缩，内部结构次序出现紊乱，抗腐蚀能力下降的情况出现，再通过高温条件下射频电源产生的等离子体电离作用，使用硅烷和氨气反应产生氮化硅膜，沉积在万向节表面形成保护膜，可提高万向节的耐腐蚀性能，而采用20-25khz和12-15khz两种射频电源频次，可提高氮化硅膜对万向节内部和外部的沉积作用，通过加热使磷化液中磷酸盐发生化学反应在万向节表面形成磷膜层，所产生的磷膜层与氮化硅膜起到双层防护作用，提高万向节的耐腐蚀性能，并且可提高万向节的润滑性，且通过臭氧氧化作用，可使用万向节表层金属成分、磷膜层和氮化硅层进行固化，延长防腐蚀性能使用周期；
28.二、本发明的耐磨水性涂料以改性聚氨酯、丙烯酸树脂以及炭黑等作为原料，炭黑作为填料能够赋予万向节优异的耐磨性能，该改性聚氨酯实际为一种水性聚氨酯，制备过程中加入丙三醇作为有机溶剂来降低体系的粘度，加入对羟基苯甲酸来进行扩链，制备的水性聚氨酯乳液粒径较小而且稳定性高，给万向节带来稳定的耐磨性能。
附图说明
29.图1为本发明整体流程示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
32.一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，包括以下步骤：
33.s1、将万向节置于感应线圈中进行真空加热，先进行高频加热，感应加热频率设置为6-8khz，加热时间25-40min，并在高频加热结束时立即设置加热频率为20-25khz，加热时间26-30min，按照降温速度5℃/min降温进行恒温处理，冷却后制得加热万向节；
34.s2、将加热万向节放入离子镀膜机反应仓中进行离子镀膜，温度为760-780℃，通入反应仓体积15％-18％的混合气体，先设置射频电源频率25-30khz，沉积反应30-33min，再设置射频电源频率为15-17khz，沉积反应22-26min，制得镀膜万向节；
35.s3、将镀膜万向节浸入磷化液中进行磷化处理，温度为70-75℃，压强0.3-0.4mpa，时间为20-25min，制得磷化万向节；
36.s4、将磷化万向节置于真空罐中进行氧化处理，并通入真空罐体积23％-27％体积浓度的臭氧，温度65-70℃，压强0.5-0.7mpa，反应35-40min，制得耐腐蚀万向节；
37.s5、将耐腐蚀万向节的表面刷涂耐磨水性涂料，在温度20-30℃的室内静置1-3h，制得耐磨耐腐蚀万向节。
38.请参阅图1，所述步骤s5中的耐磨水性涂料由如下重量份原料制成：
39.45-60份改性聚氨酯，20-30份丙烯酸树脂，10-15份炭黑，10-15份钛白粉，0.5-0.8份消泡剂，5-8份邻苯二甲酸二辛酯，0.1-0.5份偶联剂，10-15份聚乙烯醇，50-60份水；
40.请参阅图1，所述耐磨水性涂料由如下方法制备而成：
41.a、将丙烯酸树脂加热熔融，之后加入聚乙烯醇，搅拌均匀后制得混合料a，备用；
42.b、将水加入反应釜中，升温至65-70℃，加入混合料a，以600-650r/min的转速搅拌30min，加入消泡剂，继续搅拌30min，之后降温至30-35℃，加入邻苯二甲酸二辛酯，继续搅拌1h，加入炭黑，超声震荡1.5h，制得混合液b；
43.c、将混合液b升温至80℃，在此温度下保温2h，之后依次加入改性聚氨酯、钛白粉和偶联剂，匀速搅拌5h，制得耐磨水性涂料；
44.请参阅图1，所述步骤s1所述的恒温处理，其温度为210-230℃，时间1-2h；
45.请参阅图1，所述步骤s2中的反应仓，其进行镀膜反应前为真空状态，且所述混合气体其中硅烷：氨气质量配比为2-3：1；
46.请参阅图1，所述步骤s3中的磷化液，其中磷酸二氢酸锰：磷酸二氢酸锌质量配比1：2-3，其质量浓度为9％-12％；
47.请参阅图1，所述改性聚氨酯由如下方法制成：
48.e、将甲苯二异氰酸酯进行脱水处理，脱水处理后与三羟甲基乙烷加入烧杯中，匀
速搅拌20min，升温至50℃，保温4h后加入丙三醇和对羟基苯甲酸，搅拌15min后制得聚氨酯预聚体溶液；
49.f、将纳米氧化铝加入装有kh550的烧杯中，匀速搅拌5min，升温至50℃，回流1h，过滤，用去离子水洗涤三次，转移至80℃干燥箱中干燥2h，制得修饰后的纳米氧化铝，控制纳米氧化铝和kh550的重量比为1∶10-15；
50.g、将修饰后的纳米氧化铝加入聚氨酯预聚体溶液中，匀速搅拌并加热至85℃，反应5h，制得改性聚氨酯乳液，过滤、干燥，制得改性聚氨酯；
51.请参阅图1，所述消泡剂为二甲基硅油和gp型聚醚消泡剂中的一种；
52.工作原理：将万向节置于感应线圈中进行真空加热，先进行高频加热，感应加热频率设置为6-8khz，加热时间25-40min，并在高频加热结束时立即设置加热频率为20-25khz，加热时间26-30min，按照降温速度5℃/min降温进行恒温处理，冷却后制得加热万向节；将加热万向节放入离子镀膜机反应仓中进行离子镀膜，温度为760-780℃，通入反应仓体积15％-18％的混合气体，先设置射频电源频率25-30khz，沉积反应30-33min，再设置射频电源频率为15-17khz，沉积反应22-26min，制得镀膜万向节；将镀膜万向节浸入磷化液中进行磷化处理，温度为70-75℃，压强0.3-0.4mpa，时间为20-25min，制得磷化万向节；将磷化万向节置于真空罐中进行氧化处理，并通入真空罐体积23％-27％体积浓度的臭氧，温度65-70℃，压强0.5-0.7mpa，反应35-40min，制得耐腐蚀万向节；将耐腐蚀万向节的表面刷涂耐磨水性涂料，在温度20-30℃的室内静置1-3h，制得耐磨耐腐蚀万向节。
53.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。

技术特征：
1.一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将万向节置于感应线圈中进行真空加热，先进行高频加热，感应加热频率设置为6-8khz，加热时间25-40min，并在高频加热结束时立即设置加热频率为20-25khz，加热时间26-30min，按照降温速度5℃/min降温进行恒温处理，冷却后制得加热万向节；s2、将加热万向节放入离子镀膜机反应仓中进行离子镀膜，温度为760-780℃，通入反应仓体积15％-18％的混合气体，先设置射频电源频率25-30khz，沉积反应30-33min，再设置射频电源频率为15-17khz，沉积反应22-26min，制得镀膜万向节；s3、将镀膜万向节浸入磷化液中进行磷化处理，温度为70-75℃，压强0.3-0.4mpa，时间为20-25min，制得磷化万向节；s4、将磷化万向节置于真空罐中进行氧化处理，并通入真空罐体积23％-27％体积浓度的臭氧，温度65-70℃，压强0.5-0.7mpa，反应35-40min，制得耐腐蚀万向节；s5、将耐腐蚀万向节的表面刷涂耐磨水性涂料，在温度20-30℃的室内静置1-3h，制得耐磨耐腐蚀万向节。2.根据权利要求1所述的一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，其特征在于：所述步骤s5中的耐磨水性涂料由如下重量份原料制成：45-60份改性聚氨酯，20-30份丙烯酸树脂，10-15份炭黑，10-15份钛白粉，0.5-0.8份消泡剂，5-8份邻苯二甲酸二辛酯，0.1-0.5份偶联剂，10-15份聚乙烯醇，50-60份水。3.根据权利要求2所述的一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，其特征在于：所述耐磨水性涂料由如下方法制备而成：a、将丙烯酸树脂加热熔融，之后加入聚乙烯醇，搅拌均匀后制得混合料a，备用；b、将水加入反应釜中，升温至65-70℃，加入混合料a，以600-650r/min的转速搅拌30min，加入消泡剂，继续搅拌30min，之后降温至30-35℃，加入邻苯二甲酸二辛酯，继续搅拌1h，加入炭黑，超声震荡1.5h，制得混合液b；c、将混合液b升温至80℃，在此温度下保温2h，之后依次加入改性聚氨酯、钛白粉和偶联剂，匀速搅拌5h，制得耐磨水性涂料。4.根据权利要求1所述的一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，其特征在于：所述步骤s1所述的恒温处理，其温度为210-230℃，时间1-2h。5.根据权利要求1所述的一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，其特征在于：所述步骤s2中的反应仓，其进行镀膜反应前为真空状态，且所述混合气体其中硅烷：氨气质量配比为2-3：1。6.根据权利要求1所述的一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，其特征在于：所述步骤s3中的磷化液，其中磷酸二氢酸锰：磷酸二氢酸锌质量配比1：2-3，其质量浓度为9％-12％。7.根据权利要求2所述的一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，其特征在于：所述改性聚氨酯由如下方法制成：e、将甲苯二异氰酸酯进行脱水处理，脱水处理后与三羟甲基乙烷加入烧杯中，匀速搅拌20min，升温至50℃，保温4h后加入丙三醇和对羟基苯甲酸，搅拌15min后制得聚氨酯预聚体溶液；f、将纳米氧化铝加入装有kh550的烧杯中，匀速搅拌5min，升温至50℃，回流1h，过滤，
用去离子水洗涤三次，转移至80℃干燥箱中干燥2h，制得修饰后的纳米氧化铝，控制纳米氧化铝和kh550的重量比为1∶10-15；g、将修饰后的纳米氧化铝加入聚氨酯预聚体溶液中，匀速搅拌并加热至85℃，反应5h，制得改性聚氨酯乳液，过滤、干燥，制得改性聚氨酯。8.根据权利要求2所述的一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，其特征在于：所述消泡剂为二甲基硅油和gp型聚醚消泡剂中的一种。

技术总结
本发明公开了万向节加工技术领域的一种具有耐磨耐腐蚀的万向节加工方法，包括以下步骤：S1、将万向节置于感应线圈中进行真空加热，先进行高频加热，感应加热频率设置为6-8kHz，加热时间25-40min，并在高频加热结束时立即设置加热频率为20-25kHz，加热时间26-30min，按照降温速度5℃/min降温进行恒温处理，冷却后制得加热万向节；本发明通过将万向节置于感应线圈中通电后感应线圈产生强涡型磁场，并使万向节表层温度迅速上升，对万向节表层2-10mm深度起到淬火作用，提高表层结构紧密度和抗腐蚀性能，且分别使用7-9kHz和15-20kHz两种频次处理，其分别对万向节内部和表层进行加热淬火，可提高对万向节处理深度和抗腐蚀性能。可提高对万向节处理深度和抗腐蚀性能。


技术研发人员：高然
受保护的技术使用者：安徽远硕机动车部件有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8