本發(fā)明涉及EPS蝸輪制備方法領(lǐng)域，尤其涉及一種鑄型尼龍EPS蝸輪的制備方法。

背景技術(shù)：

EPS蝸輪是電子助力轉(zhuǎn)向器中主要傳動(dòng)部件，對(duì)塑膠件耐磨性、尺寸穩(wěn)定性及低溫性能均有很高的要求。EPS蝸輪蝸桿配合時(shí)間久了，蝸輪磨損嚴(yán)重，電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容易產(chǎn)生異響，駕駛過程中，車內(nèi)容易產(chǎn)生噪音，影響駕駛的舒適性。

現(xiàn)有EPS蝸輪主要采用的是鑄型尼龍與PA46兩種材料。PA46材料強(qiáng)度高，但是材料的吸水率高，尺寸穩(wěn)定性差，而且材料的耐磨性不佳，成為制約其應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素。鑄型尼龍由于其分子量大、結(jié)晶度高使得其在強(qiáng)度、剛度、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性等方面均具有顯著的優(yōu)勢(shì)，通過鑄型尼龍的選用，可以提高材料的耐磨性與耐低溫性能。

鑄型尼龍已廣泛應(yīng)用于汽車、鐵路與工程機(jī)械行業(yè)。現(xiàn)有的EPS蝸輪采用未改性的鑄型尼龍，普通的鑄型尼龍EPS蝸輪耐磨性差，易于出現(xiàn)疲勞破壞。經(jīng)過疲勞試驗(yàn)后，磨損嚴(yán)重。材料耐低溫性能也較差，尤其是使用在高寒地帶，溫度達(dá)到-20℃以下，EPS蝸輪低溫收縮嚴(yán)重，導(dǎo)致在運(yùn)行過程中電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)異響，并且產(chǎn)品容易出現(xiàn)斷裂等致命性問題，材料的耐磨性與耐低溫性能均無(wú)法滿足電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)材料性能的高要求。這些技術(shù)缺陷導(dǎo)致EPS蝸輪產(chǎn)品退貨及索賠事件時(shí)有發(fā)生。因此，采用改性的鑄型尼龍EPS蝸輪取代市場(chǎng)上普通反應(yīng)尼龍EPS蝸輪，具有很重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種耐磨性優(yōu)異、耐低溫性能好、產(chǎn)品性能連續(xù)可調(diào)、生產(chǎn)成本相對(duì)較低的鑄型尼龍EPS蝸輪的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種鑄型尼龍EPS蝸輪的制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)將酰胺類單體等分，分別加入至澆鑄尼龍?jiān)O(shè)備的反應(yīng)釜A、反應(yīng)釜B內(nèi)，加熱熔融，抽真空；

步驟(2)打開反應(yīng)釜A，加入催化劑、耐磨劑及增韌劑；同時(shí)打開反應(yīng)釜B加入助催化劑，加熱兩反應(yīng)釜，抽真空；

步驟(3)在模具內(nèi)放置金屬輪轂，將反應(yīng)釜A、B中的活性料混合均勻，迅速澆注到預(yù) 熱的模具內(nèi)，聚合，取出產(chǎn)品毛坯；

步驟(4)對(duì)上述產(chǎn)品毛坯進(jìn)行油煮，冷卻后，根據(jù)產(chǎn)品尺寸要求機(jī)械加工得到鑄型尼龍EPS蝸輪。

現(xiàn)有的鑄型尼龍主要應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域，其應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域主要是提高材料的耐沖擊性能，進(jìn)而提高工程機(jī)械產(chǎn)品在工作時(shí)的抗沖擊性。然而，本發(fā)明創(chuàng)新性地將鑄型尼龍轉(zhuǎn)用于制備EPS蝸輪，EPS蝸輪屬汽車行業(yè)，是乘用車電子助力轉(zhuǎn)向器的核心部件，其與蝸桿匹配，工作時(shí)，蝸桿帶動(dòng)蝸輪，對(duì)材料的耐磨性要求很高，將鑄型尼龍轉(zhuǎn)用于制備EPS蝸輪主要是側(cè)重于提高鑄型尼龍EPS蝸輪的耐磨性、低溫性能與吸水性。可見，本發(fā)明對(duì)材料的跨領(lǐng)域轉(zhuǎn)用，不僅起到了完全不同功用，也實(shí)現(xiàn)了完全不同的技術(shù)效果。

本發(fā)明采用鑄型尼龍成型方式，添加耐磨劑改善材料耐磨性，添加增韌劑提高材料的耐低溫性能。改性的鑄型尼龍EPS蝸輪耐磨性優(yōu)異，低溫性能優(yōu)越，能滿足EPS蝸輪對(duì)材料的要求。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述酰胺類單體為100重量份；所述催化劑為0.01～5重量份；所述耐磨劑為0.1～20重量份；所述增韌劑為0.1～20重量份；所述助催化劑為0.01～5重量份。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述酰胺類單體為己內(nèi)酰胺、十二內(nèi)酰胺中的一種或兩者混合物。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉、乙醇鈉、己內(nèi)酰胺鹽或格式試劑中的任意一種。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述耐磨劑為石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯(PTFE)、硅灰石、稀土、碳纖維、硅油、油脂、礦物油中的任意一種或它們的混合物。特別優(yōu)選PTFE、硅油和/或硅灰石，因?yàn)樗苁共牧系哪Σ料禂?shù)大幅度降低，可以有效改善材料的耐磨性。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述增韌劑為液體橡膠(例如JQ膠)、聚醚多元醇、聚異戊二烯、環(huán)氧樹脂、多元胺中的任意一種或它們的混合物。由于成型中涉及到塑膠包覆金屬件，而塑膠件(鑄型尼龍)的韌性差，添加優(yōu)選的增韌劑可避免成型時(shí)容易出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述助催化劑為異氰酸酯、磺酸酯、羧酸酯、N-乙酰基己內(nèi)酰胺中的任意一種或它們的混合物。更優(yōu)選異氰酸酯、N-乙酰基己內(nèi)酰胺，其作為助催化劑時(shí)，材料的反應(yīng)速度快、產(chǎn)品成型周期短。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(1)中抽真空的真空度為0.1MPa，溫度為110～150℃，時(shí)間為5～20min。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，加熱至維持兩反應(yīng)釜溫度為110～150℃， 抽真空的真空度為0.1MPa，時(shí)間為10～20min。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述預(yù)熱的模具溫度為160～180℃，所述聚合的時(shí)間為5～30min；所述油煮的溫度為150～190℃，時(shí)間為1～12h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：使用耐磨與增韌改性的EPS蝸輪，材料的耐磨性好，低溫性能好，產(chǎn)品的使用壽命長(zhǎng)；其摩擦系數(shù)小于0.3，磨損量低于10^-4cm³，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場(chǎng)上用的EPS蝸輪(市場(chǎng)上EPS蝸輪的摩擦系數(shù)為0.8-0.9，磨損量大于10^-3cm³)；產(chǎn)品低溫性能好，在-40℃低溫環(huán)境下收縮率僅為0.1％-0.2％(而市場(chǎng)上的產(chǎn)品為0.5％-1％)；產(chǎn)品性能連續(xù)可調(diào)，生產(chǎn)成本相對(duì)較低。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中制備得到的鑄型尼龍EPS蝸輪的實(shí)物照片。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

除非另有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過市場(chǎng)購(gòu)買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。

實(shí)施例1：

一種如圖1所示本發(fā)明的鑄型尼龍EPS蝸輪的制備方法，包括以下步驟：

1)將100份己內(nèi)酰胺按重量份等量分別加入到澆鑄尼龍?jiān)O(shè)備的A、B反應(yīng)釜內(nèi)，抽真空至0.1MPa，加熱熔融，在120℃下脫水10min，停止抽真空。

2)打開反應(yīng)釜A，加入4份的催化劑格氏試劑己內(nèi)酰胺溴化鎂、3份的硅油、10份的增韌劑聚醚多元醇、打開反應(yīng)釜A的同時(shí)打開反應(yīng)釜B，加入1.5份的助催化劑N-乙酰基己內(nèi)酰胺。加熱，維持兩反應(yīng)釜溫度120℃，在0.1MPa真空度下抽真空10min，停止抽真空；

3)在模具內(nèi)放置金屬輪轂，將A、B兩反應(yīng)釜的活性料混合均勻，迅速澆鑄到已經(jīng)預(yù)熱到160℃的模具內(nèi)，聚合5min，取出產(chǎn)品毛坯。

4)將產(chǎn)品毛坯在160℃的廢機(jī)油中處理2小時(shí)，冷卻后，機(jī)械加工得到最終成品。

實(shí)施例2：

一種本發(fā)明的鑄型尼龍EPS蝸輪的制備方法，包括以下步驟：

1)將100份己內(nèi)酰胺按重量份等量分別加入到澆鑄尼龍?jiān)O(shè)備的A、B反應(yīng)釜內(nèi)，加熱熔融，在130℃下脫水20min，停止抽真空。

2)打開反應(yīng)釜A，加入1.5份的催化劑己內(nèi)酰胺鈉鹽、8份的PTFE、5份的增韌劑聚異戊二烯、打開反應(yīng)釜A的同時(shí)打開反應(yīng)釜B，加入4份的助催化劑JQ膠。加熱，維持兩反應(yīng)釜溫度130℃，在0.1MPa真空度下抽真空20min，停止抽真空；

3)在模具內(nèi)放置金屬輪轂，將A、B兩反應(yīng)釜的活性料混合均勻，迅速澆鑄到已經(jīng)預(yù)熱到170℃的模具內(nèi)，聚合10min，取出產(chǎn)品毛坯。

4)將產(chǎn)品毛坯在二甲基硅油中處理12小時(shí)，油煮溫度為190℃，冷卻后，機(jī)械加工得到最終成品。

實(shí)施例3：

1)將70份己內(nèi)酰胺和30份十二內(nèi)酰胺混合均勻，然后按重量份等量分別加入到澆鑄尼龍?jiān)O(shè)備的A、B反應(yīng)釜內(nèi)，加熱熔融，在140℃下脫水15min，停止抽真空。

2)打開反應(yīng)釜A，加入0.16份的氫氧化鈉、0.2份的二硫化鉬與0.1份過熱汽缸油、5份的增韌劑聚異戊二烯和2份環(huán)氧樹脂，打開反應(yīng)釜A的同時(shí)打開反應(yīng)釜B，加入0.4份助催化劑二苯基甲烷二異氰酸酯MDI。加熱，維持兩反應(yīng)釜溫度140℃，在0.1MPa真空度下抽真空15min，停止抽真空；

3)在模具內(nèi)放置金屬輪轂，將A、B兩反應(yīng)釜的活性料混合均勻，迅速澆鑄到已經(jīng)預(yù)熱到180℃的模具內(nèi)，聚合5min，取出產(chǎn)品毛坯。

4)將產(chǎn)品毛坯在150℃的礦物油中處理4小時(shí)，冷卻后，機(jī)械加工得到最終成品。

表1：各實(shí)施例中EPS蝸輪產(chǎn)品的性能測(cè)試結(jié)果

由上表1的測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明制備的EPS蝸輪產(chǎn)品其摩擦系數(shù)小于0.3，磨損量低于10^-4cm³，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場(chǎng)上用的EPS蝸輪(市場(chǎng)上EPS蝸輪的摩擦系數(shù)為0.8-0.9，磨 損量大于10^-3cm³)；產(chǎn)品低溫性能好，在-40℃低溫環(huán)境下收縮率僅為0.1％-0.2％(而市場(chǎng)上的產(chǎn)品為0.5％-1％)。