CN103009231A

CN103009231A - 一种氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺

Info

Publication number: CN103009231A
Application number: CN 201210496386
Authority: CN
Inventors: 李东炬; 韩吉光
Original assignee: DALIAN DAYOU HI-TECH CERAMIC Co Ltd
Current assignee: DALIAN DAYOU HI-TECH CERAMIC Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明涉及一种氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺，属于轴承领域。本发明提供一种陶瓷球轴承套圈的生产工艺，该工艺包括套圈加工成型和研磨抛光的工艺，所述研磨抛光的方法包括粗磨、精磨和超精磨的步骤，该方法中各个研磨阶段的研磨剂包括粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂。这些研磨剂在研磨各个阶段中配合使用，可达到研磨效率高，对陶瓷本体污染少，提高研磨效率、减少研磨时间的效果。

Description

一种氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺，属于轴承领域。

背景技术

球轴承是滚动轴承的一种，球滚珠装在内钢圈和外钢圈的中间，能承受较大的载荷。其中，陶瓷球轴承因其独特的特点及广泛的应用领域而备受关注。目前，应用较多的为氮化硅陶瓷球轴承。它的优点是：极限转速高、精度保持性好、启动力矩小、陶瓷球轴承刚度高、干运转性好、寿命长，非常适合于在高速、高温以及腐蚀、辐射条件下保持高精度、长时间运转。此外，氮化硅陶瓷的硬度比轴承钢高1倍，弹性模量约高1/3，在相同载荷的条件下，氮化硅陶瓷的弹性变形小，所以，使用陶瓷球轴承的机床主轴具有良好的运转精度。为了保证陶瓷球轴承的运行精度和使用寿命，对陶瓷球球形度的要求极高，同时由于其本身为高强度材料，对其进行研磨则更加困难。

氮化硅陶瓷球轴承的套圈一般采用铬钢材料制成，由于氮化硅陶瓷球轴承一般用于高速旋转的工作环境下，同时对其运行精度要求高，为了稳定运行，需要其内外套圈具有较低的粗糙度。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷球轴承套圈的生产工艺，该工艺包括套圈加工成型和研磨抛光的工艺，所述研磨抛光的方法包括粗磨、精磨和超精磨的步骤，该方法中各个研磨阶段的研磨剂包括粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂。这些研磨剂在研磨各个阶段中配合使用，可达到研磨效率高，对陶瓷本体污染少，提高研磨效率、减少研磨时间的效果。

一种氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺，按下述工艺步骤进行：

①加工成型：采用机床将坯料车加工成环形后进行冷碾扩工艺，所述冷辗扩工艺将套圈基本加工成型，采用热处理和深冷处理：热处理淬火硬度HRC60~63，深冷温度控制在零下60℃~零下90℃；

②研磨抛光：经过冷碾扩工艺的工件进行初磨以及精磨工艺，对套圈的平面、外径、内孔、沟道进行磨加工，达到零件的尺寸精度；最后进行超精研磨工序，对轴承套圈的沟道进行超精研磨，降低沟道的粗糙度和提高沟道的圆度，其粗糙度小于0.015Ra，所述研磨抛光的步骤按下述方法进行：

I．粗磨：对套圈的平面、外径、内孔和沟道进行粗磨；所述粗磨研磨剂中，碳化硅颗粒的粒度为100~200μm，所述碳化硅颗粒为球形，其圆球度为0.5~0.6；

II．精磨：对套圈的平面、外径、内孔和沟道进行精磨；所述精磨研磨剂中，碳化硅颗粒的粒度为5~50μm，所述碳化硅颗粒为球形，其圆球度为0.6~0.65；

III．超精磨：对套圈的沟道进行超精磨；所述超精磨研磨剂中，碳化硅颗粒的粒度为0.1~5μm，所述碳化硅颗粒为球形，其圆球度为0.65~0.75。

本发明所述“圆球度”指碳化硅颗粒的形状与球体相似的程度。

本发明所述氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂与研磨基质的质量比为1:1~1:4。

本发明所述氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述基质为水或煤油。

本发明所述氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂中，碳化硅颗粒占研磨剂质量的5%~50%。

本发明所述氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂，按质量百分比，由下述组分组成：

本发明所述氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选进一步优选所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂，按质量百分比，由下述组分组成：

本发明所述氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述分散剂为乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油中的至少一种。

本发明所述氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述粗磨研磨剂中，碳化硅颗粒中粒度为100~150μm的碳化硅颗粒的质量至少占碳化硅颗粒总质量的40%~80%，进一步优选为占碳化硅颗粒总质量的60%~80%。

本发明所述氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述精磨研磨剂中，碳化硅颗粒中粒度为10~20μm的碳化硅颗粒的质量至少占碳化硅颗粒总质量的40%~80%，进一步优选为占碳化硅颗粒总质量的60%~80%。

本发明所述氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述超精磨研磨剂中，碳化硅颗粒中粒度为0.5~2μm的碳化硅颗粒的质量至少占碳化硅颗粒总质量的40%~80%，进一步优选为占碳化硅颗粒总质量的60%~80%。

上述三种研磨剂优选按下述方法制备：

一种研磨剂的制备方法，包括下述工艺步骤：

①原料称量：按比例精确称量原料，并过滤；

②分散：将三聚磷酸钠、十二烷基磺酸钠和硅酸钠按比例混合均匀后溶于分散剂；

③过滤：将步骤②所得浆料过滤，去除大颗粒后加入碳化硅颗粒；

④再分散：将步骤③所得浆料进行超声分散。

本发明的有益效果是：本发明提供一种陶瓷球轴承套圈的生产工艺，该工艺包括套圈加工成型和研磨抛光的工艺，所述研磨抛光的方法包括粗磨、精磨和超精磨的步骤，该方法中各个研磨阶段的研磨剂包括粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂。这些研磨剂在研磨各个阶段中配合使用，可达到研磨效率高，对陶瓷本体污染少，提高研磨效率、减少研磨时间的效果。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

一种陶瓷球轴承套圈的生产工艺，按下述工艺步骤进行：

①加工成型：采用机床将坯料车加工成环形后进行冷碾扩工艺，所述冷辗扩工艺将套圈基本加工成型，采用热处理和深冷处理：热处理淬火硬度HRC62.5，深冷温度控制在零下75℃；

I．粗磨：对套圈的平面、外径、内孔和沟道进行粗磨；所述粗磨研磨剂中，碳化硅颗粒的粒度为100~200μm，所述碳化硅颗粒为球形，其圆球度为0.56，碳化硅颗粒中粒度为100~150μm的碳化硅颗粒的质量至少占碳化硅颗粒总质量的65%；

II．精磨：对套圈的平面、外径、内孔和沟道进行精磨；所述精磨研磨剂中，碳化硅颗粒的粒度为5~50μm，所述碳化硅颗粒为球形，其圆球度为0.65，碳化硅颗粒中粒度为10~20μm的碳化硅颗粒的质量至少占碳化硅颗粒总质量的70%，

III．超精磨：所述超精磨研磨剂中，碳化硅颗粒的粒度为0.1~5μm，所述碳化硅颗粒为球形，其圆球度为0.75，碳化硅颗粒中粒度为0.5~2μm的碳化硅颗粒的质量至少占碳化硅颗粒总质量的70%。

所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂，按质量百分比，由下述组分组成：

分散剂为聚乙二醇。将三种研磨剂与水按质量比1:2混合后分阶段用于研磨氮化硅陶瓷球轴承套圈，所得陶瓷套圈的粗糙度为0.015Ra。

Claims

1.一种氮化硅陶瓷球轴承套圈的生产工艺，其特征在于：按下述工艺步骤进行：

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂与研磨基质的质量比为1:1~1:4。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述基质为水或煤油。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂中，碳化硅颗粒占研磨剂质量的5%~50%。

5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于：所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂，按质量百分比，由下述组分组成：

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于：所述分散剂为乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述粗磨研磨剂中，碳化硅颗粒中粒度为100~150μm的碳化硅颗粒的质量至少占碳化硅颗粒总质量的40%~80%。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述精磨研磨剂中，碳化硅颗粒中粒度为10~20μm的碳化硅颗粒的质量至少占碳化硅颗粒总质量的40%~80%。

9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述超精磨研磨剂中，碳化硅颗粒中粒度为0.5~2μm的碳化硅颗粒的质量至少占碳化硅颗粒总质量的40%~80%。