CN1037197A

CN1037197A - 滑动轴承轴瓦及其制造方法

Info

Publication number: CN1037197A
Application number: CN 88105062
Authority: CN
Inventors: 刘兴业
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-29
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1989-11-15
Also published as: CN1016982B

Abstract

本发明提供了一种滑动轴承轴瓦及其制造方法。轴瓦是整体式的，特征是用柔性石墨制成的，辅以柔性金属网作内部骨架，表面全部由柔性石墨压塑形成，光滑连续。它比较现有轴承具有能够自润滑，耐高温的突出特点，可以取代轧钢加热炉炉前辊道的滚动轴承及相类似的轴承或轴瓦。其制造方法要点是将柔性石墨和柔性金属网绕制成型而后套上模具加压成型。

Description

本发明涉及机械零件即滑动轴承轴瓦及其制造方法。

现有轴承，除气体轴承外，都是需要润滑剂润滑的，这使轴承不胜任于高温场合下工作。因为高温下，润滑剂会被烤干，导致轴承无润滑状态下工作而损坏。

轴承轴瓦大多采用金属材料如巴氏合金，也有采用非金属材料的，但仅塑料较常见。近年来，硬质石墨也开始用作为轴瓦材料，如日本就出现有碳精石墨的滑动轴承轴瓦，再如美国专利US4560409也描述过一种采用了硬质石墨制造的轴瓦。虽然采用硬质石墨制造轴瓦增强了轴承耐高温性能，但并不能降低轴承的边界摩擦，仍然要轴承使用润滑剂，况且制作方法也较复杂。

柔性石墨是本世纪60年代才出现的一种新型材料，通常是作为静动密封材料使用的，如中国专利861029日公开的“可膨胀石墨及其制造方法”的专利申请（申请号为85103917）中描述的一种膨胀石墨即柔性石墨就是作为密封材料使用的。美国专利US4253714中描述了用柔性石墨作轴承材料的例子，但仅用于轴承表层且混配于其它氧化物使用，目的在于降低边界摩擦，改善耐高温性能，造出的轴承仍需润滑剂润滑。

本发明的目的就在于提供一种新型的滑动轴承轴瓦及其制造方法，它耐高温，能够自润滑。

本发明的目的是以如下方案实现的：

本发明轴瓦是整体式的，其特征是：由螺旋形柔性石墨板条圈和绕于其内里的螺旋形柔性金属网圈架压制而成，内外径表面及侧表面都是由该柔性石墨板圈压塑形成的光滑连续面。

本发明方法也即上述本发明轴瓦的一种制造方法的要点是：将石墨板条和柔性金属网条迭在一起按圆柱形模具芯的轴向紧密缠绕在模具芯上，然后套上外模具送压力机加压成型即制成本发明轴瓦。

由于柔性石墨耐高温，摩擦系数小，具备自润滑性，所以本发明轴瓦具有耐高温，能自润滑的优点，另一方面，本发明轴瓦以柔性金属网条作骨架，况且柔性石墨本身也有较强机械强度，所以本发明轴瓦是满足机械性能要求的。本发明方法也是简便易行的。

下面结合本发明的实施例及其附图详细描述本发明。

图1是本发明轴瓦的一种具体结构示意图。

图2是图1所示本发明轴瓦安装使用示意图。

本发明方法的一种具体方案是以如下步骤实现的：

1、选取柔性石墨板和柔性金属网。柔性石墨板的厚度为0.2～0.3mm，膨胀倍数为300～500是较好的，柔性金属网选用铜网或不锈钢网（目数根据轴瓦强度要求而确定）较好。

柔性石墨板最好选用按本发明人发明的方法制造出的柔性石墨板，该方法是由如下步骤完成的：

①、选取纯度为99%～100%的粒度为250～300目的石墨鳞片，

②、将石墨鳞片酸化处理。

先后采用浓度为60～70%的硝酸和浓度为93～98%的硫酸处理，采用的配比是：

石墨∶硝酸＝0.1～3∶1.25～1.5

石墨∶硫酸＝0.1～3.5∶1（最佳为0.5∶1）

ⅰ、先将石墨用硝酸浸泡处理，时间以5～8小时最佳，温度要求为常温至105℃。

ⅱ、滤除硝酸溶液，将石墨湃肓蛩峤荩菏奔湟?～10小时最佳，温度要求同上。

③、碱化处理。

ⅰ、将酸化处理的石墨滤除酸液，用PH值为6～8的水清洗至PH值为4，然后取出，利用60～110℃温度条件烘干至含水量不超过5%。

ⅱ、然后加入氧化钙粉（加入量以石墨重量的3～10%为佳），搅拌均匀，放置1～26小时，然后筛分掉氧化钙成份。

④、热处理。

在1000～1100℃，最好为1050℃温度下放入烧结炉中瞬时烧结。

热处理后可得膨胀倍数达300～400倍的石墨蠕虫。

⑤、将膨胀石墨蠕虫用60～100kg/cm²的表面压力压制成0.2～0.3mm厚的板材，再用压光机压光。这种柔性石墨板材的理化性能指标如下表1所示：

表1

项目理化性能指标

密度（g/cm²） 1.2～2.08

抗拉强度（kg/cm²） 80～140

抗压强度（kg/cm²） 32～3820

滑动摩擦系数 0.12（石墨与45＃钢）

0.15（石墨与石墨）

线膨胀系数层间11.0～60.0×10^-4

（50～300℃）

使用温度 -200～500℃（非氧化

公质可达1600℃）

肖氏硬度 10～31

灰分（%） 0.26

纯度（%）＞99

导电率（Ω-cm）轴向6×10^-4径向5×10^-2

热扩散率（α/cm²/Sec） T＝250～1100℃

α＝0.026～0.011

2、将选好的石墨板和金属网用剪裁机裁成板条或网条。宽度根据所需轴瓦长度而定（网条略窄于板条），长度则据轴瓦内外径尺度而定（网条稍短于板条），大致可按如下公式确定：

L= (r1-r2)/(d) ×π(r1+r2)

L：板条或网条长，d：板条或网条厚，r₁：轴瓦外径，r₂：轴瓦内径。

3、制成轴瓦。先将石墨板条往圆柱形模具芯上缠绕一圈或数圈，保证最里层是石墨板条，然后迭上金属网条一并继续往模具芯上紧密缠绕，最后一圈或数圈只缠绕石墨板条，盈余的金属网条剪掉，保证最外层也是石墨板条。缠绕完毕套上外模具送液压机加压（静压80～120kg/cm²即可）成型即制成轴瓦。

图1所示轴瓦1即是按上述本发明方法实施例制造出的，其剖面呈螺旋形柔性石墨板圈2和螺旋形柔性金属网圈3紧密相绕的结构，但内外径表面及侧面都呈光滑连续面，是石墨板圈2压塑成的。

轴瓦1的使用方式参考图2，它用轴承座4固定，机械轴5（静配合）套上轴套6（钢料的，如45＃钢的）。插入轴瓦1里，轴套6和轴瓦1是动配合的，依靠轴瓦1自润滑，因而不需加设送油装置。

轴瓦1曾试用作鞍山钢铁公司大型轧钢厂三座加热炉炉前辊道轴承。以前的炉前辊道轴承一直采用5826型弹性滚动轴承，由于炉前辊道常受到1200℃高温火焰喷烧，润滑油很快会被烤干造成油管堵塞，虽然有部分油打入到轴承内，但很快因高温而流失，这样轴承经常处于干燥状态下工作，平均使用寿命仅有3个月，浪费严重，并且往往轴承会突然损坏卡住辊道，造成被迫停产抢修，严重影响生产。在三座加热炉中的五组辊道试用轴瓦1取代5826型弹性滚动轴承作炉前辊道轴承后，没有出现一次生产事故，轴瓦1的平均使用寿命达到7个月而且没用润滑油，比以前年节约开支20多万元。

Claims

1、一种整体式的滑动轴承轴瓦，其特征是：由螺旋形柔性石墨板条圈和绕于其内里的螺旋形柔性金属网圈骨架压制而成，内外径表面及侧表面都是由该柔性石墨板圈压塑形成的光滑连续面。

2、按权利要求1所述的轴瓦的制造方法，其特征是：以如下步骤完成的-

①、选取厚为0.2～0.3mm，膨胀倍数为300～500的柔性石墨板和柔性金属网，

②、将上述石墨板和金属网裁成板条或网条，网条略窄于板条，

③、将石墨板条和金属网条迭在一起往圆柱形模具芯上按其轴向紧密缠绕并保证缠绕后最里层和最外层都是石墨板条，然后套上外模具加压成型。

3、按权利要求1或2所述的轴瓦或其制造方法，其特征是：所说的石墨板材是按如下步骤制成的-

①、选取纯度为99%～100%，粒度为250～300目的石墨鳞片，

②、将石墨鳞片酸化处理：

石墨∶硝酸＝0.1～3∶1.25～1.5

石墨∶硫酸＝0.1～3.5∶1，优先选用0.5∶1，

ⅰ、先将石墨用硝酸浸泡处理：浸泡时间5～8小时，温度要求为常温至105℃，

ⅱ、滤除硝酸溶液，将石墨加入碳酸浸泡：时间3～10小时，温度要求为常温至105℃，

③、碱化处理：

ⅰ、将酸化处理的石墨滤除酸液，用PH值为6～8的水清洗至PH值为4，然后取出，利用60～110℃温度条件烘干至含水量不超过5%;

ⅱ、然后加入氧化钙粉搅拌均匀，放置1～26小时，然后筛分掉氧化钙成份;

④、热处理：

在1000～1100℃温度下放入烧结炉中瞬时烧结成膨胀石墨蠕虫，

⑤、将膨胀石墨蠕虫用60～100kg/cm²的表面压力压制成0.2～0.3mm厚的板材，再用压光机压光。