CN102562813A

CN102562813A - 进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承及制作方法

Info

Publication number: CN102562813A
Application number: CN2011104508940A
Authority: CN
Inventors: 赵联春; 陈淑英
Original assignee: Shanghai F & S Bearing Tech Co Ltd
Current assignee: Shanghai F & S Bearing Tech Co Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承及制作方法，所述进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承包括轴承外圈、内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体和将滚动体沿圆周方向均匀分隔的碳石墨保持器，对钢制轴承外圈、内圈和滚动体进行以防护和减摩为主要目的的表面处理，在其表面形成防护减摩层，不仅提高了这些钢制零件在无油状态下的抗腐蚀能力，而且提高了钢制零件的润滑能力，使得在轴承运转初期，碳石墨转移润滑膜在轴承内部充分形成前，钢制零件工作表面因受到防护减摩层的保护，不至于因润滑不良引起磨损，极大地提高了碳石墨保持器滚动轴承的运行可靠度和运行寿命，具有重大的工程应用价值。

Description

进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承及制作方法

技术领域

本发明涉及特种滚动轴承技术领域，特别涉及一种进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承及制作方法。

背景技术

碳石墨保持器滚动轴承，即以碳石墨作保持器的滚动轴承。由于碳石墨具有耐高温、耐低温、耐酸碱介质腐蚀、自润滑等突出优点，因此，使保持器和润滑剂不再成为工作在高温超高温、低温超低温、介质腐蚀工况下的滚动轴承的短板，极大地延长了轴承在上述苛刻运行工况下的可靠度和寿命，扩展了轴承的应用范围和领域。

碳石墨保持器滚动轴承，其套圈和滚动体材料根据轴承运行环境等因素选择金属或非金属材料，当选择金属材料比如轴承钢时，滚动体和套圈滚道接触副之间的润滑依赖于滚动体和碳石墨保持器因接触和微碰撞而脱落的碳石墨形成转移膜润滑。但转移膜的充分形成需要滚动体与碳石墨保持器的反复接触和微碰撞，因此需要一段时间。在转移膜充分形成之前，钢制轴承零件工作表面面临无润滑或润滑不充分而产生的磨损风险，另外，如果碳石墨保持器轴承是无油免维护的，不作任何防护处理的轴承套圈和滚动体还会面临被腐蚀的风险，这不利于碳石墨保持器滚动轴承的可靠、长寿命运行。附图1为现行碳石墨保持器深沟球轴承的剖面图，包括轴承外圈11、轴承内圈12、嵌入轴承外圈滚道和轴承内圈滚道之间的滚动体13和将滚动体13沿圆周方向均匀分隔的保持器14和防尘盖15。其中，轴承外圈11和轴承内圈12由轴承钢制成，没有进行以防护和减摩为目的的表面处理，滚动体13由氮化硅工程陶瓷制成，保持器14由碳石墨材料制成，防尘盖15由低碳钢板冲压而成。

因此，当碳石墨保持器滚动轴承的套圈和滚动体采用钢材制成时，需要对其进行以防护和减摩为主要目的的表面处理，使其表面覆盖一层防护减摩层，从而提高碳石墨保持器滚动轴承的运行可靠度和运行寿命。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的第一目的在于提供一种进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承，以解决现行碳石墨保持器滚动轴承采用钢制套圈和滚动体而又不进行防护和减摩处理时，引起的腐蚀和初期润滑不良问题。

本发明的第二目的在于提供一种进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承的制作方法，以解决现行碳石墨保持器滚动轴承采用钢制套圈和滚动体却不进行防护和减摩处理的制作方法存在的腐蚀和初期润滑不良问题。

本发明的技术方案如下：

一种进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承，包括钢制轴承外圈、钢制轴承内圈、嵌入轴承外圈滚道和轴承内圈滚道之间的滚动体和将所述滚动体沿圆周方向均匀分隔的碳石墨保持器，所述钢制轴承外圈和所述钢制轴承内圈的表面均分别覆盖有防护减摩层。

较佳地，所述滚动体为陶瓷滚动体。

较佳地，所述滚动体为钢制滚动体，所述钢制滚动体的表面覆盖有防护减摩层。

较佳地，所述防护减摩层厚度为0.1 微米～100微米。

较佳地，所述防护减摩层厚度优选3 微米～15微米。

较佳地，所述防护减摩层优选磷酸锰铁为主要组分的磷化膜。

较佳地，所述防护减摩层优选达克罗涂层。

较佳地，所述滚动体为球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子的其中之一，相应保持器为碳石墨球保持器、碳石墨圆柱滚子保持器、碳石墨滚针保持器、碳石墨圆锥滚子保持器、碳石墨球面滚子保持器，相应轴承为球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承。

较佳地，所述轴承还设有防尘盖，所述防尘盖设置在所述轴承外圈和轴承内圈之间的碳石墨保持器外围位置。

一种进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承的制作方法，包括轴承外圈、轴承内圈、滚动体、保持器和防尘盖的制作及轴承的装配，所述轴承外圈的制作还包括对按照现行加工工艺方法制作的钢制轴承外圈进行以防护和减摩为主要目的的表面处理，制成表面覆盖防护减摩层的钢制轴承外圈；

所述轴承内圈的制作还包括对按照现行加工工艺方法制作的钢制轴承内圈进行以防护和减摩为主要目的的表面处理，制成表面覆盖防护减摩层的钢制轴承内圈。

较佳地，所述制作方法还包括：

所述滚动体的制作还包括对按照现行加工工艺方法制作的钢制滚动体进行以防护和减摩为主要目的的表面处理，制成表面覆盖防护减摩层的钢制滚动体。

较佳地，所述表面处理方法选自涂层、镀层、粘结、烧结、喷射、注入、渗入、沉积、化学及电化学转化中的一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一．本发明对碳石墨保持器滚动轴承的金属套圈和金属滚动体进行以防护和减摩为主要目的的表面处理，覆盖有防护减摩层，因此当轴承工作在高温等苛刻环境情况下时，也能使钢制轴承零件免于腐蚀；

第二．本发明的碳石墨保持器滚动轴承在运转初期，碳石墨转移润滑膜在轴承内部充分形成以前，具有固体润滑功能的减摩层，能够使钢制轴承套圈和滚动体的工作表面免于磨损，因此提高了碳石墨保持器滚动轴承的运行可靠度和运行寿命。

附图说明

图1为现行碳石墨保持器深沟球轴承的剖面图；

图2为本发明实施例1进行防护和减摩处理的碳石墨保持器深沟球轴承的剖面图。

具体实施方式

下方结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1

附图2为本发明对轴承套圈进行磷化处理的碳石墨保持器深沟球轴承，包括轴承外圈21、轴承内圈22、嵌入轴承外圈21滚道和轴承内圈22滚道之间的滚动体23和将滚动体23沿圆周方向均匀分隔的保持器24和防尘盖25。其中，轴承外圈21和轴承内圈22由轴承钢制成，滚动体23由氮化硅工程陶瓷制成，保持器24由碳石墨材料制成，防尘盖25由低碳钢板冲压而成。轴承外圈21和轴承内圈22进行了锰系磷化处理，处理后，在其表面形成了厚度为3微米的以磷酸锰铁为主要组份的磷化膜，由于磷化膜的防护作用，轴承即便在高温、水及酸碱介质环境下工作时，钢制轴承套圈21和22的表面也不会腐蚀；由于磷化膜的减摩作用，使轴承在运转初期、碳石墨转移膜在轴承内部充分形成以前，磷化膜在客观上起到了固体润滑作用，使轴承套圈21和22工作表面免于磨损，提高了轴承的运行可靠度和运行寿命。具体实施时，所述防护减摩层还可选择其他的组分和厚度，此处仅为举例，本发明不对此进行限定。

上述对轴承套圈进行磷化处理的碳石墨保持器深沟球轴承的制作方法，包括轴承零件外圈21、内圈22、滚动体23、保持器24和防尘盖25的制作方法以及轴承的装配方法，具体如下：

磷化钢制外圈21制作：按照现行加工工艺方法制作钢制外圈，然后采用电化学转化方法对其进行锰系磷化处理，在其表面覆盖一层厚度为3微米的磷酸锰铁为主要组分的磷化膜；

磷化钢制内圈22制作：按照现行加工工艺方法制作钢制内圈，然后采用电化学转化方法对其进行锰系磷化处理，在其表面覆盖一层厚度为3微米的磷酸锰铁为主要组分的磷化膜；

滚动体23制作：采用氮化硅陶瓷材料，制作工艺同现行轴承用陶瓷球；

碳石墨保持器24制作：同现行碳石墨保持器滚动轴承碳石墨保持器制作方法。碳石墨包括下述至少一种材质：碳质材料、石墨质材料、碳石墨质材料、碳化硅—石墨复合材料、机械用碳材料、电化石墨材料，以及这些材料经过各种树脂浸渍、盐浸渍、金属浸渍之后的改性材料；

防尘盖25制作：同现行碳石墨保持器滚动轴承防尘盖的制作方法。

当上述轴承零件齐备时，将其装配成整套轴承的方法与现行碳石墨保持器滚动轴承相同，包括：

磷化钢制外圈21、磷化钢制内圈22、陶瓷球23和防尘盖25的清洗和烘干；

磷化钢制外圈21、磷化钢制内圈22、陶瓷球23三者之间的分选、合套；

插入碳石墨保持器24，制成开式滚动轴承；

双面冲压金属防尘盖25。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述滚动体为钢制滚动体，其表面覆盖有与所述钢制轴承外圈和内圈相同的磷化膜。

实施例3

本实施例与实施例2不同之处在于，所述磷化膜的厚度为15微米。

实施例4

本实施例与实施例2不同之处在于，采用钢铁的镀层表面处理技术，对钢制轴承外圈、内圈和滚动体进行达克罗涂层（又称达克乐涂层，英文dacromet coating或dacrotized coating），在其金属表面形成片状锌基铬盐防护涂层，涂层厚度为3微米。

实施例5

本实施例与实施例4不同之处在于，所述涂层厚度为15微米。

本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承，包括钢制轴承外圈、钢制轴承内圈、嵌入轴承外圈滚道和轴承内圈滚道之间的滚动体和将所述滚动体沿圆周方向均匀分隔的碳石墨保持器，其特征在于，所述钢制轴承外圈和所述钢制轴承内圈的表面均分别覆盖有防护减摩层。

2.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动体为陶瓷滚动体。

3.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动体为钢制滚动体，所述钢制滚动体的表面覆盖有防护减摩层。

4.如权利要求1或3所述的滚动轴承，其特征在于，所述防护减摩层厚度为0.1 微米～100微米。

5.如权利要求4所述的滚动轴承，其特征在于，所述防护减摩层厚度优选3 微米～15微米。

6.如权利要求1或3所述的滚动轴承，其特征在于，所述防护减摩层优选磷酸锰铁为主要组分的磷化膜。

7.如权利要求1或3所述的滚动轴承，其特征在于，所述防护减摩层优选达克罗涂层。

8.如权利要求1或2或3所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动体为球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子的其中之一，相应保持器为碳石墨球保持器、碳石墨圆柱滚子保持器、碳石墨滚针保持器、碳石墨圆锥滚子保持器、碳石墨球面滚子保持器，相应轴承为球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承。

9.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述轴承还设有防尘盖，所述防尘盖设置在所述轴承外圈和轴承内圈之间的碳石墨保持器外围位置。

10.一种进行防护和减摩处理的碳石墨保持器滚动轴承的制作方法，包括轴承外圈、轴承内圈、滚动体、保持器和防尘盖的制作及轴承的装配，其特征在于，所述轴承外圈的制作还包括对按照现行加工工艺方法制作的钢制轴承外圈进行以防护和减摩为主要目的的表面处理，制成表面覆盖防护减摩层的钢制轴承外圈；

11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：

12.如权利要求10或11所述的制作方法，其特征在于，所述表面处理方法选自涂层、镀层、粘结、烧结、喷射、注入、渗入、沉积、化学及电化学转化中的一种。