一種汽車eps電動助力轉向專用尼龍蝸輪及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種汽車EPS電動助力轉向專用尼龍蝸輪及其制備方法，屬于高分子 尼龍材料技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車電子技術的不斷發展，目前，一些合資企業的高檔轎車配置已經使用了 EPS，使汽車的經濟性、動力性、機動性和安全性都有所提高。因此，EPS在近年得到迅速的推 廣，也是今后發展的必然趨勢。動力轉向在各種汽車中的應用越來越廣泛。特別是近幾年， 隨著汽車數量的大幅增加，能源和環保的問題日益突出，節能環保的EPS受到了更多汽車廠 家的歡迎。而由于電動轉向系統采用電動機而非液壓機來轉動車輪，其重量較輕且燃油經 濟性更高，未來5年，電動轉向系統的銷量年增長率最高可達30%。
[0003] 重型車及改裝車加裝動力轉向也是必然的，在豪華客車、高檔客車的雙層客車中 也必須裝用。這不僅是性能的需要，也是顯示水平的標志。高級面包車因車速提高，提高了 高速轉向阻力，所以普遍安裝動力轉向。對于轎車，動力轉向器早已是選裝件，國內已生產 的奧迪、桑塔納和標致車只是沒有安裝，一旦安裝后由于轉向性能改善明顯，必將受到用戶 的歡迎，就是微型轎車，由于其用戶差別較大，原引進車型動力轉向器就是選裝件，即根據 用戶要求選裝，當然價格也有相應增長。
[0004] EPS系統當前較多的應用在1.3L-1.5L的各種輕型車上，其性能已經得到廣泛的認 可。隨著直流電機性能的提高和42V電源在汽車組件上的應用，其應用范圍將會進一步拓 寬，并逐漸向微型車、輕型車和中型車擴展。目前，在全世界汽車行業中，EPS系統每年正在 以9% -10%的增長速度發展，年增長量約為130-150萬套之間。因此EPS系統將有十分廣闊的 發展前景。
[0005] 現有技術中的EPS蝸輪大多采用錫青銅，磷青銅，銅合金等材料制作，通過棒材機 械加工成型，其成本比較高，噪音比較大，耐磨性能不好，容易受到腐蝕，壽命比較短，需要 后期保養加油等繁瑣維護。
【發明內容】
[0006] 針對上述問題，本發明提供了一種汽車EPS電動助力轉向專用尼龍蝸輪及其制備 方法，其目的在于:提供一種強度更高，耐腐蝕更好，耐磨性更佳，耐沖擊能力更好，具有良 好的綜合性能的汽車EPS電動助力轉向專用尼龍蝸輪專用料及其制備方法。
[0007] 本發明的技術解決方案： 一種汽車EPS電動助力轉向專用尼龍蝸輪，由尼龍蝸輪和復合在其內部的鐵芯組成，其 特征在于，所述的尼龍蝸輪按重量百分比由以下組分組成：尼龍原料98.99%-99.46%、催化 劑0 · 1%-0 · 3%、助化劑0 · 2%-0 · 35%、尼龍油0 · 02%-0 · 03%、改性劑0 · 2%-0 · 3%、色粉0 · 02%-0.03%〇
[0008] 所述尼龍原料為己內酰胺。
[0009]所述催化劑為氫氧化鈉。
[0010]所述助化劑為甲苯二異氰酸酯。
[0011] 所述尼龍油為潤滑油脂。
[0012] 所述改性劑為二硫化鉬。
[0013] 所述色粉為酞青蘭或艷佳麗藍。
[0014] 所述鐵芯使用45#鋼作為內襯。
[0015] 一種汽車EPS電動助力轉向專用尼龍蝸輪的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟。
[0016] 步驟一:首先，將蝸輪內鐵芯使用超聲波清洗劑清洗去垢，然后放入濃度為35%的 甲烷偶聯劑KH550中侵泡，浸泡時間為8-10分鐘。
[0017] 步驟二：將侵泡后的鐵芯和蝸輪模具一起放入干燥烘箱內預熱，預熱溫度為160 °C_165°C，鐵芯預熱時間為4-5小時，蝸輪模具預熱時間為2-3小時。
[0018] 步驟三:將98.99%-99.46%的尼龍原料進行融化，熔化溫度不得超過140°C。
[0019] 步驟四：按催化劑〇 · 1%-〇 · 3%、尼龍油0 · 02%-0 · 03%、改性劑0 · 2%-0 · 3%、色粉0 · 02%-0.03%，將各組分準確計量，放入己內酰胺融化的儲料罐內，均勻攪拌10-15秒，接上真空裝 置，對其進行真空抽取，真空裝置從儲料罐連接真空管到氯化鈣反應釜，再由氯化鈣反應釜 連接至2X-15旋葉真空栗，抽真空時間控制為8-10分鐘，真空度為-O.lPa(要求真空表指示 在750mm汞柱以上），儲料罐溫度控制130°C_140°C。
[0020] 步驟五：取預熱好的鐵芯放入模具中，原料抽取真空后，加入0.2%-0.35%的助化 劑，攪拌均勻后，澆鑄至模具中，澆鑄時溫度控制為150°C_160°C。
[0021] 步驟六:澆鑄后等待聚合，聚合時間為15-20分鐘，聚合完成后取出毛坯件放入溫 度為80°C_90°C的保溫箱內緩沖溫度，待緩沖15-20分鐘后取出毛坯。
[0022]步驟七:將毛坯放入溫度為100°C的沸水中，時間為12小時。之后取出按圖紙尺寸 加工，而后再次放入溫度為l〇〇°C的沸水中，時間為10-12小時，自然冷卻后，得到制品。 [0023]本發明的有益效果： 本發明生產的蝸輪材料為尼龍和金屬兩種材料，采用尼龍澆鑄技術，集合了兩種材料 的優點。外圈尼龍作為優良的耐磨材料，做為和蝸桿配合的耐磨件，并對外圈尼龍做了兩次 熱處理調濕，保證了材料的尺寸穩定性和內應力；內芯使用45#鋼作為內襯，可以保證轉動 強度的同時，外圈耐磨及耐腐蝕，自潤滑性，噪音低，保護對磨件，使用壽命長等特點得到顯 著效果。由此所制的蝸輪專用料可用于汽車EPS電動助力轉向取代金屬的蝸輪，具有重量 輕，噪音低，耐腐蝕，耐沖擊，容易設計和加工成型的效果。
【附圖說明】
[0024]圖1:本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例來對本發明做進一步闡述： 下述實施例所選用的尼龍原料為荷蘭DSM己內酰胺優等品，為專用料的主原材料。 [0026]催化劑為南京化學試劑廠氫氧化鈉 NaOH，分析純，在反應中起到催化的作用，加快 材料的結晶速度，縮短成型時間。
[0027] 助化劑為上海化學試劑廠甲苯-2，4-二異氰酸酯。（Toluene-2，4-di-is〇-cyanate)，在反應中起到助化作用，加快材料的結晶速度，縮短成型時間。
[0028]尼龍油為中科院化學研究所配制，能夠有效的讓材料具有自潤滑性，保證了后期 的耐磨和加工。
[0029] 改性劑為濟南嘉裕化工有限公司的二硫化鉬粉M〇S2,可以有效的提高材料的耐磨 性能。
[0030] 實施例一： 如圖1所示，首先，將蝸輪內鐵芯使用超聲波清洗劑清洗去垢，然后放入濃度為35%的甲 烷偶聯劑KH550中侵泡，浸泡時間為8分鐘。將侵泡后的鐵芯和模具一起放入干燥烘箱內預 熱，預熱溫度為160°C，鐵芯預熱時間為4小時，蝸輪模具預熱時間為2小時。將尼龍原料進行 融化，熔化溫度不得超過140°C。選取尼龍原料99.22%、催化劑0.2%、助化劑0.28%、尼龍油 0.025%、改性劑0.25%、色粉0.025%，除助化劑外，將各組分準確計量，放入己內酰胺融化的 儲料罐內，均勻攪拌。接上真空裝置，對其進行真空抽取。真空裝置從儲料罐連接真空管到 碌化鈣反應釜，再由碌化鈣反應釜連接至2X-15旋葉真空栗。抽真空時間為8分鐘，真空度 為-0.1帕，溫度控制130°C。取預熱好的鐵芯放入模具中，原料抽取真空后，加入0.2%的助化 劑，攪拌均勻后，澆鑄至模具中。澆鑄時溫度控制為160°C.澆鑄后等待聚合，聚合時間為15 分鐘。聚合完成后取出毛坯件放入溫度為80°C的保溫箱內緩沖溫度，待緩沖15分鐘后取出 毛坯。將毛坯放入溫度為l〇〇°C的沸水中，時間為12小時。之后取出按圖紙尺寸加工，而后再 次放入溫度為l〇〇°C的沸水中，時間為12小時。自然冷卻后，得到制品。
[0031 ]以上制得的改性MC尼龍按相關標準進行樣條性能測試，測試項目為:硬度測試，摩 擦系數測試，吸水率，拉伸壓縮彎曲三項強度，沖擊強度，線脹系數，熱變形溫度。
[0032] 表1為實施例（尼龍原料99.22%、催化劑0.2%、助化劑0.28%、尼龍油0.025%、改性劑 0.25%、色粉0.025%)測試結果。