[发明专利]用于改进磨损性能的涂层

说明书

技术领域

本发明的公开内容涉及润滑表面，并特别涉及用于改进表面润滑以提供润滑部件改进的磨损性能和摩擦特性的方法。

背景技术

表面性质如粗糙度、硬度和塑性对防止轴承和齿轮的磨损和疲劳是关键的。例如，为了减少齿轮上的点蚀和微点蚀，需要把表面粗糙度减到最小。可在表面涂覆涂层而不是“超级后处理”表面以提高其抗磨损和抗疲劳性能。对未涂覆表面的研究揭示了润滑剂减少摩擦和形成膜的能力对于润滑剂的抗疲劳和抗磨损性能是关键的，特别对于滚动体，如球轴承或滚柱轴承、和齿轮。

一种可用于滚动体和齿轮的润滑原理被称为流体弹性动力学(EHD)润滑。用于滚动轴承和齿轮的润滑EHD理论是：润滑剂薄膜分开其接触面以及薄膜影响轴承和齿轮的寿命。然而，表面粗糙度在EHD润滑中是重要的考虑因素。粗糙度定义为表面的高点和低点之间距离的算术平均值，有时被称为中心线平均值(CLA)。

延长的齿轮疲劳点蚀寿命对于今天的汽车和工业的齿轮油是基本性能要求。过去的研究表明齿轮表面粗糙度和油的化学及物理性能都对油防止表面点蚀形成的能力具有显著的影响。如果油的膜厚增加并且边界摩擦减少，则油防止点蚀的能力得到改进。表面粗糙度对金属疲劳行为的影响已经被广泛研究并被本领域技术人员充分理解。例如，表面点蚀的研究被Li，S.，Devlin，M.T，Milner，J.L.，Iyer，R.N.，Hoprich，M.R.，和Cameron，T.M.在题为“Investigation of PittingMechnism in the FZG Pitting Test”，SAE Paper No.2003-01-3233(2003)的文章中描述。表面粗糙度对齿轮点蚀的影响被Jao，T-C，Devlin，M.T.，Milner，J.，Iyer，R.和Hoeprich，M.R.，在题为“Influence of Sruface Rouhness on Gear Pitting Behavior”，Gear Technology May/June 2006p 30-38的文章中描述。用于预测疲劳寿命的模型的发展被Jao，T-C，Devlin，M.T.，Baren，R.E.，Milner，J.，Koglin，C.，Ryan，H.T.和Hoeprich，M.R.在题为“Development of a Model to Predict Fatigue Life in the FZGMicropitting Test”，SAE Paper No.2005-01-2179(2005)的文章中描述。已确定的是减少表面粗糙度使可发展形成表面凹坑的表面微凹坑的形成减到最少。因此，持续需要进一步改进润滑表面的表面特性以延长特别用于齿轮和滚柱轴承应用的润滑的部件的寿命。

发明内容

根据典型实施方案，本发明的公开内容提供包括具有从约0.1到约0.5毫克每平方厘米的范围的膜密度的磷酸锰膜的润滑表面，和提供表面润滑的润滑油，其中该油包括磷抗磨剂。

在另一典型实施方案中，本发明的公开内容提供一种对在其润滑期间同时减少磨损和改进疲劳寿命有效的涂覆表面。涂覆表面包含磷酸盐成分，所述磷酸盐成分具有从约0.1到约0.5毫克每平方厘米的范围的膜密度以及具有从约6到约10微米的范围的粒度。

又另一个典型实施方案提供一种方法，所述方法用于同时防止润滑表面的磨损和改进润滑表面的疲劳寿命。该方法包括用磷酸盐化合物涂覆润滑表面以提供具有具有从约0.1到约0.5毫克每平方厘米的范围的膜密度的层。磷酸盐涂覆的表面随后被包含磷抗磨剂的润滑油润滑。

本发明的公开内容的另一典型实施方案提供一种用于改进润滑表面在表面润滑期间磨损性能的方法。该方法包括在润滑表面涂覆磷酸盐膜。磷酸盐膜包含具有从约6到约10微米的范围的粒度的磷酸盐颗粒。表面随后被包括磷抗磨剂的润滑油润滑。

因此，在此公开以下实施方案。

方案1.润滑表面，包括：

在润滑表面上的具有从约0.1到约0.5毫克每平方厘米的范围的膜密度的磷酸锰膜，和

提供表面润滑的润滑油，其中该油包含磷抗磨剂。

方案2.方案1的润滑表面，其中磷酸锰膜包含具有从约6到约10微米的范围的粒度的磷酸锰颗粒。

方案3.方案1的润滑表面，其中润滑表面包括齿轮表面。

方案4.方案1的润滑表面，其中磷抗磨剂包括磷酸烷基酯化合物。