涂层推力板：用于轴向负载管理的工程界面-西科(盐城)表面涂层技术有限公司

在复杂的旋转机械世界中，管理部队是一个基本挑战。当径向轴承处理垂直于轴的载荷时，轴向（推力）载荷（平行于轴平行）需要一种专用的溶液。推力板或推垫圈是为此目的而设计的关键组件。但是，在润滑率是边缘的苛刻应用中，速度很高或载荷极端，未经装饰的金属表面不足。这是涂层推板发挥作用的地方。通过施加先进的表面工程涂层，简单的金属盘被转变为能够承受严重磨损，减少摩擦和抵抗腐蚀的高性能组件。本文深入研究设计，涂料技术，应用和好处涂层推板 .

1。简介：推力板的作用

推力板是平坦或略微轮廓的垫圈样组件，可作为轴向载荷的轴承表面。它是垂直于轴轴的安装的，通常旋转固定的对应物或外壳。它的主要功能是：

约束轴向运动： 防止轴沿其轴的任一方向过度移动。
转移推力载荷： 将轴向力从旋转组件（例如螺旋桨轴，涡轮转子，齿轮套件）传输到固定外壳。
提供磨损表面： 充当牺牲元素，保护更昂贵，更复杂的组件免受磨损。

以最简单的形式，推力板由耐用的材料制成，例如青铜，钢或铸铁。但是，在边界润滑，起步周期或在受污染的环境中，这些材料可能会经历快速磨损，磨损，盖帽和最终故障。

2。涂料的需求：克服摩擦学挑战

专业涂料的应用解决了批量材料的固有局限性：

减少摩擦： 涂层可以提供自然低的摩擦系数，从而降低能耗和热量产生。
缓解磨损： 硬耐磨损的涂料会大大减少磨损和粘附所带来的材料损失，从而显着延长组件寿命。
防止挥舞和抓住： 盖甲是一种严重的粘合剂磨损形式，在压力下，两个金属表面冷焊缝。某些涂料，尤其是干膜润滑剂，产生了防止金属对金属接触的屏障。
增强耐腐蚀性： 涂料可以保护下面的底物免受腐蚀性化学物质，盐水或水分的侵害，从而防止粘贴和降解加速磨损。
尽管高温： 一些涂层将其特性保留在升高的温度下，这些温度会破裂。

3。推力板的关键涂料技术

涂层的选择至关重要，取决于特定的工作环境（负载，速度，温度，润滑剂的存在）。

a）PTFE（聚氟乙烯）和复合涂料：

机制： 这些涂层在表面上提供了固体润滑层。 PTFE具有任何已知固体的摩擦系数之一。
作品： 通常与其他材料结合使用以备耐用性。例如：
- PTFE环氧树脂/酚类： 一种常见的混合物，具有良好的粘附和耐化学性。
- PTFE Nickel： 镍基质增加了硬度和耐磨性，而嵌入式PTFE则提供润滑。
好处： 出色的干燥能力，低摩擦和良好的耐腐蚀性。
限制： 与更硬涂层相比，负载容量有限；可以对化学攻击敏感。

B）二硫化钼（MOS₂）和钨二硫化物（WS₂）：

机制： 这些是层状固体润滑剂。它们的血小板结构在负载下很容易剪切，提供平滑的滑动。
应用： 通常是通过抛光或作为复合涂层的一部分应用的。它们非常适合无法使用液体润滑剂的高空应用（例如，航空航天）。
好处： 非常高的负载能力，可在真空和惰性气氛中有效。
限制： 在潮湿，潮湿的环境中可能会氧化并失去效率。

c）硬耐磨损的涂料：

氮化铬（CRN）和硝酸钛（TIN）： 这些陶瓷涂料通过物理蒸气沉积（PVD）应用，具有极端的表面硬度（通常> 2000 HV）。它们对磨料磨损具有很高的耐药性，并且具有良好的耐腐蚀性。它们是具有高负载和磨料污染物的应用的理想选择。
热喷涂涂料（例如，碳化碳铜 - 铜，WC-CO）： 这些涂层是通过将熔融或半摩尔替材料喷到表面上的。它们创建了非常厚，坚固且异常耐磨的层，非常适合最严重的磨料环境，例如采矿或重型机械。

D）电镀涂层：

硬铬： 一种传统的方法，可提供厚实，坚硬且耐磨损的表面。但是，由于环境问题（使用六价铬），它被逐步淘汰，有利于更先进的替代方案。
镍镍（EN或Ni-P）： 一个自催化的过程，该过程沉积了镍磷合金均匀的层。它具有出色的耐腐蚀性，良好的硬度（可以通过热处理进一步增加）和自然润滑性。它可以用PTFE颗粒浸渍，以产生具有优质润滑性的复合材料（Ni-P-Ptfe）涂层。

4。设计和应用方面的注意事项

整合涂层的推力板不仅是替代的问题。

底物准备： 表面必须精心清洁，并经常磨碎，以确保最佳的涂层粘附。涂层仅与与基材的键一样好。
维度管理： 涂料增加了厚度（从PVD的几微米到几百微米的热喷雾剂）。这必须在间隙和公差的设计中考虑到这一点。
反面兼容性： 涂层必须与其所用的材料兼容。像CRN这样的硬涂层通常需要硬化的钢柜面，以避免交配部分过度磨损。
润滑策略： 尽管许多涂层都是为干燥或饥饿的润滑而设计的，但大多数润滑剂的表现甚至更好，这可以进一步减少摩擦并散发热量。

5。跨行业的关键应用

在轴向载荷和恶劣条件相交的任何应用中，涂层推力板都是必不可少的。

汽车传输： 用于自动变速器，DCT和差速器，以管理螺旋齿轮和离合器包装的推力负载。基于PTFE的镍涂层很常见。
航天： 在执行器，涡轮机和变速箱中，可靠性至关重要，条件范围从高温到高空。 Mos₂涂料在这里广泛使用。
海洋和海上： 保护螺旋桨轴和推进器免受严重的轴向载荷和腐蚀性盐水。优选耐腐蚀的涂料（如CRN和厚EN）。
重型机械和采矿： 在岩石破碎机，挖掘机和传送带中，磨蚀性污染是极端的。碳化钨热喷涂涂料是这些惩罚环境的标准配置。
HVAC和压缩机： 确保螺钉和滚动压缩机的可靠操作，涂层推力板以最小的润滑来管理轴向负荷。

6.未来：智能涂料和高级材料

进化继续，趋势指向：

纳米复合涂料： 结合纳米颗粒以制成同时坚硬，坚韧和自润滑的涂层。
DLC（类似钻石的碳）： 一类PVD涂层提供极端硬度，非常低的摩擦和化学惰性，进入了高性能的汽车和精确应用。
自适应或“变色龙”涂料： 多层涂层旨在改变其表面化学反应，以在广泛的温度和环境中提供最佳的润滑。

7。结论

涂层推力板是表面工程如何显着提高基本机械组件的性能和寿命的一个典型例子。通过超越散装材料的特性，工程师可以量身定制表面以打败特定的摩擦学挑战。从实现自动变速箱的平稳移动到生存的采矿破碎机的磨料泥浆，涂层式推力板是关键的，尽管经常看不见，这是现代机械创新的推动者。他们的持续发展对于突破旋转机械的效率，可靠性和性能的界限至关重要。