内燃机轴瓦工作温度为室温-140℃左右,反复开机将使得轴瓦处于交变的温度中。涂层材料主要成分为高分子多聚物,同时添加润滑剂和耐磨剂提高涂层的润滑性和耐磨性,高分子多聚物缺点就是随着温升,其自身的硬度和与基体的结合强度会降低,导致涂层在工作中脱落,降低了涂层的疲劳承载力和寿命。
市面的涂层涂料目前一般有几个缺点:
1、 未对铜合金、铝合金分别开发相应的涂料(例如进口的美国道康宁,许多国产等),内燃机温升后合金层与涂层热膨胀系数不一致,受载后容易失效。
2、 未对轴瓦表面进行喷砂处理,国内少数喷涂加工为追求表面粗糙度(近似米巴轴瓦表面粗糙度Ra=0.7 μm),采用不喷砂处理,由于无蓝宝石试验和台架试验,一般不易检测其结合强度,虽然外观光滑,但实际应用时容易失效剥落。
3、 耐温性差,市面的涂料多是采用普通的树脂材料,但内燃机轴瓦工作温度在长期在室温-140℃左右,长期使用将导致涂层失效。
目前很多厂家的结合强度方法是参照GB/T 9286-1998 《漆膜的划格试验》,此方法为传统的漆膜结合强度方法,而内燃机工作温度为140℃左右,显然不合适也不适用,因此交大于12月份联合中船重工等企业更新了涂层国标检测方法。
我们的方法如下:
1、 将带有涂层的轴瓦加热到200℃;
2、 将加热到200℃的轴瓦立马放在水中急冷;
3、 观察轴瓦涂层是否有鼓泡发生,如有则涂层结合强度不达标,疲劳强度达不到;
4、 如果未鼓泡,继续试验,将急冷后的轴瓦第二次加热到200℃,然后参照GB/T 9286-1998 《漆膜的划格试验》中的划格方法和粘接方法进行百格法测试,观察涂层百格试验结果。
5、 以上最少取5块涂层瓦进行试验,取最差的结果为最终结果,看涂层是否达到0级标准。
以上方法将能加测市面轴瓦涂层的结合强度是否能满足在内燃机工作环境(140℃左右)要求。也可简单区分不同轴瓦或不同单位加工轴瓦的水平。
公司批量生产的轴瓦涂层经过检测后,如下图所示,具有良好的结合强度,划格面没有出现任何剥落。