CN101105200A - 自润性轴承及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种自润性轴承，其是为一中空圆柱体，中央具有一轴孔，整体呈现出由多数个颗粒状金属合金体彼此烧结而成的结构，而具有多数个间隙，以便吸附及容置润滑油而成。特别是，本发明进一步提供一种自润性轴承的制法。
Description
技术领域
本发明是一种轴承，尤指一种自润性轴承。特别是，本发明进一步提供一种自润性轴承的制法。
背景技术
为使传动装置，例如风扇的转轴得到支撑与定位，大都是以轴承供该转轴的穿套，以利该转轴顺畅的旋转。唯目前所惯用的轴承，大致可分为滚珠轴承及含油轴承为主，分述如下：
(1)滚珠轴承与转轴是采多点式接触，并利用多数个钢珠滚动以形成滚动摩擦，其优点为摩擦是数小。而缺失则在于，当其中一钢珠损害时，即会造成转轴的无法转动或转动不顺畅，以致发出异音或毁损。再者，滚珠轴承的结构复杂，常因环境变化，例如温度过高或外力的影响，而大幅降低使用寿命。特别是，滚珠轴承因组件较多且细微，以致于制造成本较为昂贵，往往影响着整个传动装置的生产成本。
(2)含油轴承是将金属粉末先进行加压成型步骤，亦即将整备好的金属粉末送入一精密模具的模穴内，并通过上、下冲压器的压缩，而得特定形状与尺寸的压粉体或胚体。然后将成型后的胚体进行烧结步骤，例如将胚体加热于有保护性气体流动的烧结炉中，使温度维持于主成份，例如铜熔点的三分的二，经适当时间后，粉体产生烧结现象，而成为一种具多数个致密孔隙的烧结体或半成品。而为使其具含油特性，所以，该烧结体尚须进行一真空储油步骤，亦即将烧结体置于一含液态润滑油的容器内，并抽真空，使润滑油进入烧结体的多数个致密孔隙内，从而获得含油轴承的成品。
该含油轴承因价格低廉，因此，采用者众多。而缺点则在于，该含油轴承与转轴是采面接触，而呈现出一滑动摩擦，以致摩擦是数较高。再者，因致密孔隙的空间有所局限，以致储油量亦受到限制，从而产生导热性较差的缺陷。特别是，因摩擦所产生而高温，常使得润滑油劣化，而造成碳化及积碳，并伴随因微尘及磨耗所产生的杂屑的累积，使得轴承与转轴的间因润滑不足与受热膨胀的双重影响，最终将导致卡死现象。
所以，如何能提供一种降低摩擦是数、耐磨耗性佳、增大储油空间，从而延长轴承的使命寿命，乃相关业者亟待克服的难题。
有鉴于此，本发明申请人本于多年来从事散热组件的研发及产销的经验，期能克服前述传统轴承的储油空间不足及导热性差等诸多缺失，经再三实验与测试，进而发展出本发明的「自润性轴承及其制法」。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种自润性轴承，为了克服现有技术的缺失。
本发明自润性轴承是为一中空圆柱体，中央具有一轴孔，整体呈现出由多数个金属合金圆颗粒体彼此烧结而成的结构，而具有多数个间隙，以便吸附及容置润滑油而成。
本发明次要目的在于提供一种自润性轴承，其中该轴承周缘则形成至少二道导油槽。再者，该导油槽是为V形。
本发明再一目的在于提供一种自润性轴承，其中该金属合金是为青铜合金。
本发明另一目的在于提供一种自润性轴承的制法，其包括下列的步骤：一成型步骤，其是将整备好的多数个金属合金圆颗粒体，均匀散布于一热膨胀是数低的成型模具的多数个圆形模穴内，各模穴中央具有一热膨胀是数低的芯杆，以形成一中空圆柱形胚体；一烧结步骤，是将包含多数个中空圆柱形胚体的成型模具置于一具有保护性气体流通的烧结炉中，并于金属合金主成份熔点三分的二的温度下，持续燃烧10至20分钟，使金属合金圆颗粒体彼此间产生烧结现象，从而形成一种具有较大间隙的烧结体；一整形步骤，是将冷却后的中空圆柱形烧结体置入一挤压钢模的模穴内，并进行挤压，通过以修整该烧结体，从而获得真圆度、光亮度及同心度均合乎标准的轴承半成品；一储油步骤，是将多数个轴承半成品置入一装盛有液态润滑油的容器内，使其浸泡于润滑油内，以便通过由金属合金圆颗粒体彼此间所具有的多数个间隙，以便吸附与容置润滑油，最后将湿润状轴承由容器取出，即获得自润性轴承者。
本发明又一目的在于提供一种自润性轴承的制法，其另包括一震荡步骤，其是将成型模具置于一震荡器，并于一适当时间内进行摇晃震荡，使各模穴内的多数个金属合金圆颗粒体彼此间较为紧实。
本发明再一目的在于提供一种自润性轴承的制法，其中该金属合金是为青铜合金。此外，该模穴底部中央开具一芯孔，以便嵌插一热膨胀是数低的芯杆。再者，该芯杆以陶瓷制成。其中，该陶瓷芯杆是为氧化锆。
本发明另一目的在于提供一种自润性轴承的制法，其中该成型模具底面结合一底板。此外，该成型模具及底板是以石墨材料。而该金属合金圆颗粒体的粒径为0.02mm至0.04mm。
本发明又一目的在于提供一种自润性轴承的制法，其中该金属合金主成份熔点三分的二的温度为750℃至850℃。
本发明再一目的在于提供一种自润性轴承的制法，其中该整形步骤于挤压过程的同时，该轴承半成品周缘形成至少二道直立的导油槽。
附图说明
为进一步揭示本发明的具体技术内容，首先请参阅图式，其中：
图1为本发明自润性轴承的制法流程图；
图2为本发明成型模具的剖面图；
图3为本发明自润性轴承的立体图；
图4为本发明与轴轴结合的剖面图。
具体实施方式
如图1所示，基本上，本发明的自润性轴承的制法主要是由一成型步骤A，一烧结步骤B，一整形步骤C，及一储油步骤D所组合而成。
其中，成型步骤A是将整备好的多数个金属合金，例如耐磨耗佳青铜合金圆颗粒体1，均匀散布于如图2所示热膨胀是数低的成型模具2所开立的多数个圆形模穴21内，该模穴21底部中央开具一芯孔22，以便嵌插一热膨胀是数低的芯杆3，而形成一中空圆柱形胚体。另为避免对芯杆3的误触所可能导致偏心的情事，是以，该成型模具2底面结合一底板23，以免除误触或碰撞各芯杆3。
当金属合金圆颗粒体1分别容置于各模穴21后，此时，可将该成型模具2进行一震荡步骤E，其是将成型模具2置于一现有的震荡器，并于一适当时间内进行摇晃震荡，使各模穴21内的多数个金属合金圆颗粒体1彼此间较为紧实，使烧结后的烧结体的整体结构不致过于松散，且间隙过大。
其中，前述的金属合金圆颗粒体1的粒径端视传动装置的转轴尺寸而相对变化，若将的用于散热风扇则以0.02mm至0.04mm为佳。而热膨胀是数低的成型模具2实施时是以石墨材料为的，另热膨胀是数低的芯杆3则以陶瓷制成，例如氧化锆，此举可令烧结后的烧结体尺寸不致造成较大的公差，以确保尺寸的稳定性。
烧结步骤B是将包含多数个中空圆柱形胚体的成型模具2置于一具有保护性气体例如氨气流通的烧结炉中，于金属合金主成份，例如铜熔点三分的二，诸如750℃至850℃的温度下，持续燃烧10至20分钟，使金属合金圆颗粒体1彼此产生烧结现象，从而形成一种具有较大间隙的烧结体。然后将该成型模具2由烧结炉中取出，并静待冷却后，再将的反置，即可获得多数个中空圆柱形烧结体。
整形步骤C是将前一步骤所烧结而成的中空圆柱形烧结体置入一挤压钢模的模穴内，并进行挤压，通过以修整该烧结体，从而获得真圆度、光亮度及同心度均合乎标准的轴承半成品。同时，于此整形过程中，其在轴承半成品周缘形成至少二道直立的导油槽，其目的容后再叙。
储油步骤D是在一容器内装盛有液态润滑油，然后将该等多数个轴承半成品浸泡于润滑油内，以便通过由各半成品的金属合金圆颗粒体彼此间所具有的多数个间隙，以便吸油与储油，最后将富含润滑油的湿润状轴承由容器取出，即获得如图3所示的自润性轴承成品。
如图3所示，本发明进一步提供一种自润性轴承4，其是为一中空圆柱体，由放大镜观的，其呈现出由多数个金属合金圆颗粒体彼此烧结而成的结构，而具有多数个间隙，以便容置润滑油，其中央具有一轴孔41，以便供传动装置，例如风扇的转轴5的穿套，且周缘则形成至少二道V形导油槽42，以利润滑油的冷却循环。
请参阅图4，其是揭示本发明的自润性轴承4是固设于一轴套6内，而风扇的转轴5则穿套于轴承4的轴孔41。当转轴5旋转时，其与轴孔41内多数个圆颗粒体是呈现点接触的滑动摩擦，并产生高温，使润滑油由多数个间隙流出，而提供润滑的效果。此时，经由转轴5旋转时的离心力作用，将润滑油带离出轴孔41，以形成导热效果，而润滑油为转轴5周缘的挡板51所阻挡并聚集落下，即可沿着导油槽42流动至轴承4底部，再进入轴孔31内，通过以形成一冷却循环系统，即可大幅降低转轴5运转时所生成的高温。
所以，经由本发明的实施，因轴承是由多数个金属合金圆颗粒体所烧结而成，故颗粒体彼此间保有相当量的间隙，使其含油量相较于粉末治金的多孔隙轴承高达1~3倍，可充份提供润滑及降温效果。再者，本发明轴承与转轴间是为颗粒体点接触的滑动摩擦，以致摩擦是数小，可减少磨耗的情形发生。此外，本发明轴承周缘导油槽的设计，可形成润滑油的冷却循环效果，除可避免其劣化外，并可大幅降低运转时所形成的高温。特别是，本发明的轴承相较于传统的粉末冶金所制成的轴承言，可减少加压成型及真空储油等工序，且本发明具备含油量大、摩擦是数小及具冷却循环等优点，可令轴承大幅延长使用寿命，且价格低廉，诚为同类物品前所未见的一大佳构。
本发明所揭示的，乃较佳实施例的一种，举凡局部的变更或修饰而源于本发明的技术思想而为熟习该项技艺的人所易于推知者，俱不脱本发明的专利权范畴。
Claims (16)
1.一种自润性轴承，其特征在于，是为一中空圆柱体，中央具有一轴孔，整体呈现出由多数个金属合金圆颗粒体彼此烧结而成的结构，而具有多数个间隙，以便吸附及容置润滑油而成者。
2.如权利要求1所述的自润性轴承，其特征在于，所述该轴承周缘则形成至少二道导油槽。
3.如权利要求2所述的自润性轴承，其特征在于，所述该导油槽是为V形。
4.如权利要求1所述的自润性轴承，其特征在于，所述该金属合金是为青铜合金。
5.一种自润性轴承的制法，其特征在于，包括下列的步骤：
一成型步骤，其是将整备好的多数个金属合金圆颗粒体，均匀散布于一热膨胀是数低的成型模具的多数个圆形模穴内，各模穴中央具有一热膨胀是数低的芯杆，以形成一中空圆柱形胚体；
一烧结步骤，是将包含多数个中空圆柱形胚体的成型模具置于一具有保护性气体流通的烧结炉中，并于金属合金主成份熔点三分的二的温度下，持续燃烧10至20分钟，使金属合金圆颗粒体彼此间产生烧结现象，从而形成一种具有较大间隙的烧结体；
一整形步骤，是将冷却后的中空圆柱形烧结体置入一挤压钢模的模穴内，并进行挤压，通过以修整该烧结体，从而获得真圆度、光亮度及同心度均合乎标准的轴承半成品；
一储油步骤，是将多数个轴承半成品置入一装盛有液态润滑油的容器内，使其浸泡于润滑油内，以便通过由金属合金圆颗粒体彼此间所具有的多数个间隙，以便吸附与容置润滑油，最后将湿润状轴承由容器取出，即获得自润性轴承者。
6.如权利要求5所述的自润性轴承的制法，其特征在于，另包括一震荡步骤，其是将成型模具置于一震荡器，并于一适当时间内进行摇晃震荡，使各模穴内的多数个金属合金圆颗粒体彼此间较为紧实者。
7.如权利要求5所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该金属合金是为青铜合金。
8.如权利要求5所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该模穴底部中央开具一芯孔，以便嵌插一热膨胀是数低的芯杆。
9.如权利要求5或8所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该芯杆以陶瓷制成。
10.如权利要求9所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该陶瓷芯杆是为氧化锆。
11.如权利要求5所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该成型模具底面结合一底板。
12.如权利要求5或11所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该成型模具及底板是以石墨材料。
13.如权利要求5所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该金属合金圆颗粒体的粒径为0.02mm至0.04mm。
14.如权利要求5所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该金属合金主成份熔点三分的二的温度为750℃至850℃。
15.如权利要求5所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该整形步骤于挤压过程的同时，该轴承半成品周缘形成至少二道直立的导油槽。
16.如权利要求5所述的自润性轴承的制法，其特征在于，所述该保护性气体是为氨气。
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