CN101391891A - 自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷及滑动轴承 - Google Patents

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本发明提供一种自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷，该陶瓷表面的石墨浓度比内部高。同时提供一种自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷的滑动轴承，该轴承包括轴芯和轴套，该轴套中心有一个支撑轴芯转动的内孔。还提供一种自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷的制造方法，其包括以下步骤：烧结获得普通氧化锆陶瓷；普通氧化锆陶瓷吸附石墨润滑剂粉末。与现有技术相比，这种陶瓷与滑动轴承具有普通氧化锆陶瓷的微观支撑结构，具有很好的耐磨性能，同时吸附的石墨粉在轴承转动工作的时候能够充当轴芯和轴套转动的润滑剂，从而减少轴承的摩擦。

Description

自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷及滑动轴承
【技术领域】
本发明是关于一种自带石墨润滑粉的氧化锆陶瓷及滑动轴承。
【背景技术】
通常的陶瓷轴承冷却风扇采用的陶瓷旋转轴承是采用普通氧化锆陶瓷滑动轴承。氧化锆陶瓷滑动轴承包括氧化锆烧结制成的轴芯和氧化锆烧结制成的轴套，该氧化锆烧结的轴芯和轴套经过陶瓷特有的磨削加工而成，磨削使其表面具有镜面表面，摩擦系数很小，在滑动轴承旋转的时候能够产生小的摩擦力，同时氧化锆又具有比金属强的耐磨性能，因而跟金属冷却风扇滑动轴承相比，这种普通的氧化锆轴承风扇具有比较小的噪音和比较长的寿命，可是由于普通氧化锆材料致密的性质使其不能象金属含油轴承那样吸附大量的润滑油，并且氧化锆陶瓷是热的不良导体，这样轴承旋转产生的热不能及时到处从而累积产生高温，高温又加剧了润滑油的蒸发。当氧化锆陶瓷风扇转动一段时间，挥发了润滑油的轴承旋转副变成了氧化锆轴芯和轴套的干摩擦，从而加剧了陶瓷滑动轴承的磨损，并且高温下的润滑油被碳化，从而破坏了轴承旋转副的配合情形，导致轴承工作的时候发出大的噪音和冷却风扇的速度降低。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种结构简单、使用寿命长、噪音低且自带石墨润滑剂的陶瓷及滑动轴承。
为达到上述目的，本发明提供一种自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷，该陶瓷表面的石墨浓度比内部高。
同时提供一种自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷的滑动轴承，该轴承包括轴芯和轴套，该轴套中心有一个支撑轴芯转动的内孔。
还提供一种自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷的制造方法，其包括以下步骤：烧结获得普通氧化锆陶瓷；普通氧化锆陶瓷吸附石墨润滑剂粉末。
与现有技术相比，这种陶瓷与滑动轴承具有普通氧化锆陶瓷的微观支撑结构，具有很好的耐磨性能，同时吸附的石墨粉在轴承转动工作的时候能够充当轴芯和轴套转动的润滑剂，从而减少轴承的摩擦。
【附图说明】
图1是本发明陶瓷轴承的立体图。
图2是本发明陶瓷轴承的全剖视图。
图3是本发明陶瓷轴承与冷却风扇的组装图。
【具体实施方式】
本发明自润滑氧化锆陶瓷轴承主要是应用于冷却风扇、磁盘驱动器、光驱等旋转电机。
请参阅图1和图2，本发明自润滑氧化锆陶瓷轴承主要是应用于冷却风扇、磁盘驱动器、光驱等旋转电机。该自润滑氧化锆陶瓷轴承主要包括轴套20和轴芯50，该轴套20中心有一个支撑轴芯转动的内孔30，该轴芯50的外表面与该轴套20的内孔30的内表面间隙是介于8～10微米之间的。该轴芯50主要在旋转电机的驱动下带动风扇叶转动，轴芯50的一端具有固定风扇页的轴芯咬花10，另一端具有限制轴芯50在转动时沿轴线方向位移的卡槽40，该轴套20的内孔表面的粗糙度小于0.2微米，而轴芯的外表面平均粗糙度是小于0.2微米的。
该自润滑氧化锆陶瓷轴承加工制造时，包括有以下步骤：
1)：普通氧化锆轴承烧结将陶瓷原料通过干压成型或射出成型制得生胚，将成型好的生胚进行脱脂处理，转入高温炉进行烧结，使其基体组织致密变成普通氧化锆陶瓷；
2)：普通氧化锆陶瓷吸附石墨润滑剂粉末
在气氛炉中放入黑色的石墨润滑粉末，然后在石墨润滑粉末的上面放上前1)：步制作的普通氧化锆，并在普通氧化锆粉末的上面再盖上同样的石墨粉末，使石墨粉末完全掩埋住氧化锆陶瓷产品，完成此步放置产品后，再把整个气氛炉抽成真空，并注入氩气，在这样的环境下加热真空炉，并保持一定的时间，使这些掩埋住氧化锆的石墨粉末就渗透进入普通氧化锆陶瓷基体中去，完成此步后，这些普通氧化锆就吸附上了充当润滑剂的石墨粉末，同时白色的氧化锆也就变成了黑色氧化。这个时候就完成了自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷的制造。这种陶瓷表面的石墨浓度比内部高。
3)：自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷毛胚精密机械加工陶瓷轴承。
对轴套的成品进行研磨加工，包括先进行内孔研磨，将轴孔12的内直径尺寸精度控制在5微米以内；然后进行外圆研磨及内孔抛光，使该轴孔12的表面平均粗糙度小于0.2微米；最后进行平面研磨。
轴芯的成品进行无心研磨，使轴杆20外直径尺寸精度控制在0.4微米以内，其外表面平均粗糙度小于0.2微米；最后进行平面研磨。
同时，须使该轴芯的外表面与该轴套的内孔的内表面间隙是介于5～12微米之间的。
4)：装配自润滑氧化锆陶瓷轴承冷却风扇
将本发明陶瓷轴承与电脑冷却风扇进行组装。其中该轴芯是固定到风扇的风扇叶座上，而该轴套则是装设到该风扇的基座中央的，从而使扇叶座与风扇的基座组成一可相对转动的组合。
对采用该自润滑氧化锆陶瓷风扇进行噪音测试，采用80x80x25的风扇，分别装配10个双滚珠风扇、10个金属滑动轴承风扇、10个普通氧化锆陶瓷风扇和10个自带石墨润滑粉氧化锆风扇，转速2100RPM，采样所测得每组噪音的平均值如下表所示：
 
参数样本 金属滑动轴承风扇 普通氧化锆陶瓷风扇 双滚珠风扇       自带石墨润滑粉氧化锆风扇
噪音(dBA) 30.4 27.8 26.3 20.01
电压(V) 12 12 12 12
 
转速(RPM) 2100 2100 2100 2100
从上表可以看出来采用该自带石墨润滑粉氧化锆风扇的噪音为20.01dBA，其噪音远远好于其它几组的风扇。可见该自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷滑动轴承在运转时具有抖动小及噪音低的特性。另外该自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷滑动轴承的陶瓷材料具有极为耐磨的特性，使轴芯表面不需涂抹润滑油即可在轴套中运转自如，且具有较长的使用寿命。

Claims (5)

1.一种自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷，其特征在于：该陶瓷表面的石墨浓度比内部高。
2.一种使用如权利要求1所述自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷的滑动轴承，其特征在于：该轴承包括轴芯和轴套，该轴套中心有一个支撑轴芯转动的内孔。
3.如权利要求2所述的滑动轴承，其特征在于：该轴芯的外表面与该轴套的内孔的内表面间隙是介于5～12微米之间的。
4.一种如权利要求1所述的自带石墨润滑粉氧化锆陶瓷的制造方法，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)烧结获得普通氧化锆陶瓷；
(2)普通氧化锆陶瓷吸附石墨润滑剂粉末。
5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于：所述吸附步骤为：在气氛炉中放入黑色的石墨润滑粉末，然后在石墨润滑粉末的上面放上第(1)步制作的普通氧化锆，并在普通氧化锆粉末的上面再盖上同样的石墨粉末，使石墨粉末完全掩埋住氧化锆陶瓷产品，完成此步放置产品后，再把整个气氛炉抽成真空，并注入氩气，在这样的环境下加热真空炉，并保持一定的时间，使这些掩埋住氧化锆的石墨粉末就渗透进入普通氧化锆陶瓷基体中去。
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