CN106195008A - 用于滚珠轴承的定位套及其制造方法 - Google Patents

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王春官
杨立新
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Abstract

本申请公开了一种用于滚珠轴承的定位套及其制造方法，定位套为圆环柱形，定位套用于设置在滚珠轴承的内径表面与旋转轴外径表面之间且与滚珠轴承和旋转轴之间皆为过盈配合，定位套包括如下重量百分比的各组分：Fe元素粉末95.5‑97.5％、C元素的粉末0.2‑1.5％、Cu元素的粉末1.0‑4.0％、MnS元素粉末0.2‑0.8％，其余为硬脂酸锌及不可避免的杂质，杂质的重量小于定位套重量的0.2％。本发明提供的用于滚珠轴承的定位套制备方法中，此采用粉末冶金的工艺方法包括：混料、压制成型、烧结、精整和浸油步骤。本发明提供的用于滚珠轴承的定位套，可将定位套作为滚珠轴承与旋转轴之间的连接体，弥补了现有技术中滚珠轴承的使用局限性，增加了滚珠轴承的实用性。

Description

用于滚珠轴承的定位套及其制造方法
技术领域
本公开一般涉及粉末冶金技术领域，具体涉及用于滚珠轴承的定位套及其制造方法。
背景技术
轴承是国家重大技术装备的关键机械基础件之一，作为机械基础工业的轴承工业，其技术水平高低，对一个国家的工业技术发展水平具有一定的代表意义。其中，滚珠轴承作为轴承中的典型代表，其将球形合金钢珠安装在内钢圈和外钢圈的中间，以滚动方式来降低动力传递过程中的摩擦力和提高机械动力的传递效率。此外，由于滚珠轴承径向承载力大，磨擦系数小，精度要求高等特点，在很多方面获得广泛的应用，尤其应用在支承各种转旋轴等近似元件。
在实际应用中，由于滚珠轴承要具有较高的旋转精度，从而使得的生产成本较高，且制备出的滚珠轴承的规格相对固定，使得滚珠轴承在各领域的应用有一定的限制，具有一定的局限性。例如，在不同使用环境中，旋转轴的轴径大小不一，但是由于滚珠轴承的规格相对固定，使得部分旋转轴的轴径与滚珠轴承的内径之间存在较大的间隙，从而使得两者之间无法进行过盈配合，即两者不能相互适用。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可以弥补滚珠轴承使用局限性的用于滚珠轴承的定位套及其制造方法。
本发明提供一种用于滚珠轴承的定位套，定位套为圆环柱形，定位套用于设置在滚珠轴承的内径表面与旋转轴外径表面之间且与滚珠轴承和旋转轴之间皆为过盈配合，定位套包括如下重量百分比的各组分：Fe元素粉末95.5-97.5％、C元素的粉末0.2-1.5％、Cu元素的粉末1.0-4.0％、MnS元素粉末0.2-0.8％，其余为硬脂酸锌及不可避免的杂质，杂质的重量小于定位套重量的0.2％。
本发明还提供一种用于滚珠轴承的定位套的制备方法，包括如下步骤：
S1：将Fe元素粉末、C元素的粉末、Cu元素的粉末、MnS元素粉末，硬脂酸锌及不可避免的杂质放入混料机中进行混合，并得混料粉；
S2：将混料粉放入模具进行压制成型，得压坯；
S3：在N还原气氛下，对压坯进行烧结，然后冷却，得合金烧结体，烧结过程为：逐渐烧结加热至500-600℃，恒温0.5-1.0h，再主烧结加热至980-1100℃，恒温0.5-1.5h，逐渐冷却至定温；
S4：对合金烧结体用压模进行压制整形，得压件；
S5：将压件放入真空浸油机内进行浸油处理后，得用于滚珠轴承的定位套。
本发明提供的用于滚珠轴承的定位套，可将定位套作为滚珠轴承与旋转轴之间的连接体，使得单一型号的滚珠轴承可与不同轴径的旋转轴配合使用，弥补了现有技术中滚珠轴承的使用局限性，增加了滚珠轴承的实用性。此外，本发明提供的用于滚珠轴承的定位套制备方法中此采用粉末冶金的工艺方法，具体通过混料、压制成型、烧结、精整和浸油步骤制备，使得制备出的定位套的形位公差精度等级高，可与高精度的滚珠轴承相匹配，且可进行批量生产，制备成本相对较低。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的用于滚珠轴承的定位套的全剖图；
图2为本发明实施例提供的用于滚珠轴承的定位套的俯视图；
图3为本发明实施例提供的用于滚珠轴承的定位套的制造方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例一
请参考图3，本实施例提供一种用于滚珠轴承的定位套及其制备方法，其中用于滚珠轴承的定位套包括以下重量百分比的各组分：
Fe元素粉末95.5％、C元素的粉末0.5％、Cu元素的粉末1.0％、MnS元素粉末0.4％，其余为硬脂酸锌及不可避免的杂质，杂质的重量小于定位套重量的0.2％。
用于滚珠轴承的定位套的制备方法，包括以下步骤：
S1：将上述Fe元素粉末、C元素的粉末、Cu元素的粉末、MnS元素粉末，硬脂酸锌及不可避免的杂质放入混料机中进行混合，并得混料粉；
S2：将混料粉放入模具进行压制成型，得压坯，其中模具选用硬质合金模具；
S3：在N还原气氛下，对压坯进行烧结，然后冷却1-2h使之冷却至室温，得合金烧结体，烧结过程为：逐渐烧结加热至500℃，恒温0.5h，再主烧结加热至1000℃，恒温0.5h，逐渐冷却至定温；
S4：对合金烧结体用压模进行压制整形，得压件；
S5：将压件放入真空浸油机内进行浸油处理后，得用于滚珠轴承的定位套，其中真空浸油机的油液为高耐磨润滑油，浸油过程中油液保持80℃，以体积百分比计，上述定位套的含油率为21％。
实施例二
请参考图3，本实施例提供一种用于滚珠轴承的定位套及其制备方法，其中用于滚珠轴承的定位套包括以下重量百分比的各组分：
Fe元素粉末96.0％、C元素的粉末0.2％、Cu元素的粉末2.0％、MnS元素粉末0.5％，其余为硬脂酸锌及不可避免的杂质，杂质的重量小于定位套重量的0.2％。
用于滚珠轴承的定位套的制备方法，包括以下步骤：
S1：将Fe元素粉末、C元素的粉末、Cu元素的粉末、MnS元素粉末，硬脂酸锌及不可避免的杂质放入混料机中进行混合，并得混料粉；
S2：将混料粉放入模具进行压制成型，得压坯；
S3：在N还原气氛下，对压坯进行烧结，然后冷却1-2h使之冷却至室温，得合金烧结体，烧结过程为：逐渐烧结加热至550℃，恒温1h，再主烧结加热至980℃，恒温1h，逐渐冷却至定温；
S4：对合金烧结体用压模进行压制整形，得压件；
S5：将压件放入真空浸油机内进行浸油处理后，得用于滚珠轴承的定位套，其中真空浸油机的油液为高耐磨润滑油，浸油过程中油液保持80℃，以体积百分比计，上述定位套的含油率为19％。
实施例三
请参考图3，本实施例提供一种用于滚珠轴承的定位套及其制备方法，其中用于滚珠轴承的定位套包括以下重量百分比的各组分：
Fe元素粉末96.0％、C元素的粉末1.0％、Cu元素的粉末1.0％、MnS元素粉末0.2％，其余为硬脂酸锌及不可避免的杂质，杂质的重量小于定位套重量的0.2％。
用于滚珠轴承的定位套的制备方法，包括以下步骤：
S1：将Fe元素粉末、C元素的粉末、Cu元素的粉末、MnS元素粉末，硬脂酸锌及不可避免的杂质放入混料机中进行混合，并得混料粉；
S2：将混料粉放入模具进行压制成型，得压坯；
S3：在N还原气氛下，对压坯进行烧结，然后冷却1-2h使之冷却至室温，得合金烧结体，烧结过程为：逐渐烧结加热至600℃，恒温1h，再主烧结加热至1100℃，恒温1.5h，逐渐冷却至定温；
S4：对合金烧结体用压模进行压制整形，得压件；
S5：将压件放入真空浸油机内进行浸油处理后，得用于滚珠轴承的定位套，其中真空浸油机的油液为高耐磨润滑油，浸油过程中油液保持90℃，以体积百分比计，上述定位套的含油率为23％。
实施例四
请参考图3，本实施例提供一种用于滚珠轴承的定位套及其制备方法，其中用于滚珠轴承的定位套包括以下重量百分比的各组分：
Fe元素粉末97.5％、C元素的粉末0.5％、Cu元素的粉末1.0％、MnS元素粉末0.2％，其余为硬脂酸锌及不可避免的杂质，杂质的重量小于定位套重量的0.2％。
用于滚珠轴承的定位套的制备方法，包括以下步骤：
S1：将Fe元素粉末、C元素的粉末、Cu元素的粉末、MnS元素粉末，硬脂酸锌及不可避免的杂质放入混料机中进行混合，并得混料粉；
S2：将混料粉放入模具进行压制成型，得压坯，其中模具选用硬质合金模具；
S3：在N还原气氛下，对压坯进行烧结，然后冷却1-2h使之冷却至室温，得合金烧结体，烧结过程为：逐渐烧结加热至600℃，恒温1h，再主烧结加热至1000℃，恒温1.5h，逐渐冷却至定温；
S4：对合金烧结体用压模进行压制整形，得压件；
S5：将压件放入真空浸油机内进行浸油处理后，得用于滚珠轴承的定位套，其中真空浸油机的油液为高耐磨润滑油，浸油过程中油液保持100℃，以体积百分比计，上述定位套的含油率为24％。
本申请中的定位套制造方法中S4具体为：将合金烧结体用压模进行压制整形，使其具有规定的形状、规定的密度及规定尺寸精度的压件；为了获取最终形位公差高精度等级，如精度等级达到6级，本申请中压机选用选择压制精度较高的扬州40T压机，模具采用硬质合金模具，同时采用自动送料系统，保证定位套位置摆放的准确性和一致性。该送料系统由机械手三工位取送定位套。一工位：烧结体通过振动盘进入料槽，到达机械手抓取位置，由下部顶芯将烧结体顶出，机械手抓取定位套送入二工位；二工位：定位套上端面与由上方伺服电机驱动产生旋转的磨擦片与其接触驱动其旋转，同时下部与定位套内径表面形状相适应的定位芯轴上升进入定位套的内径使定位套定位，定位完成后，由机械手抓取定位套送入三工位；三工位：定位套由机械手抓取放入精整位，精整完成后再机械手抓取定位套送入料箱，经过生产调试，定位套能够达到图面设计要求。本步骤，通过精密整形实现一次性达到精度要求，解决了现有技术中需穿轴磨加工进行精度校正，显著地提高的生产效率，节约了成本。同时杜绝了人工送料时存在隐患，进一步提高了生产效率。
请参考图1-2，本申请中，定位套1为圆环柱形，定位套1用于设置在滚珠轴承的内径表面与旋转轴外径表面之间且与滚珠轴承和旋转轴之间皆为过盈配合。
定位套1为圆环柱形，套设于旋转轴的外表面，且位于滚珠轴承的内环内，定位套1与滚珠轴承之间为过盈配合，定位套1与旋转轴之间为过盈配合，进而定位套1可作为滚珠轴承与旋转轴之间的连接体，使得单一型号的滚珠轴承可与不同轴径的旋转轴配合使用，弥补了现有技术中滚珠轴承的使用局限性，增加了滚珠轴承的实用性。
优选地，定位套1包括如下重量百分比的各组分：Fe元素粉末95.5-97.5％、C元素的粉末0.2-1.5％、Cu元素的粉末1.0-4.0％、MnS元素粉末0.2-0.8％，其余为硬脂酸锌及不可避免的杂质，杂质的重量小于定位套1重量的0.2％。
在本实施例中，定位套1由上述各组分制备而成，其中在Fe材料中加入合金元素Cu时，可大大改善材料性能，定位套1的含油孔隙，各种性质与力学性能相比不加Cu时都有明显提高；在Fe材料中加入C元素提高压溃强度，增强基体耐磨性，提高力学性能。本实施例中的定位套1具有较好的硬度、散热性能及表面摩擦系数小，从而使用寿命长。
优选地，定位套1的内径表面沿定位套1的轴线方向上延伸有凸块2。
在本实施例中，定位套1的内径表面沿定位套1的轴线方向上延伸有凸块2，与且与旋转轴过盈配合，有效防止旋转轴与定位套1之间发生打滑移位的情况的出现。此外，凸块2定位套1内径表面一体成型，使之具有较好的整体结构稳定性及耐冲击性能。
优选地，凸块2靠近定位套1轴线的一端设有垂直于定位套1内径的平面
在本实施例中，凸块2靠近定位套1轴线的一端设有垂直于定位套1内径的平面，即定位套1的内径表面为“D”形设计，凸块2与旋转轴之间为过盈配合，进一步有效防止轴与定位套1之间发生打滑移位的情况的出现。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种用于滚珠轴承的定位套，其特征在于，所述定位套为圆环柱形，所述定位套用于设置在滚珠轴承的内径表面与旋转轴外径表面之间且与滚珠轴承和旋转轴之间皆为过盈配合，所述定位套包括如下重量百分比的各组分：
Fe元素粉末95.5-98.0％、C元素的粉末0.2-1.5％、Cu元素的粉末1.0-4.0％、MnS元素粉末0.2-0.8％，其余为硬脂酸锌及不可避免的杂质，所述杂质的重量小于所述定位套重量的0.2％。
2.根据权利要求1所述的用于滚珠轴承的定位套，其特征在于，所述定位套的内径表面沿所述定位套的轴线方向上延伸有凸块。
3.根据权利要求2所述的用于滚珠轴承的定位套，其特征在于，所述凸块靠近所述定位套轴线的一端设有垂直于所述定位套内径的平面。
4.一种制备上述权利要求1-3任意一项所述的用于滚珠轴承的定位套的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将所述Fe元素粉末、C元素的粉末、Cu元素的粉末、MnS元素粉末，硬脂酸锌及不可避免的杂质放入混料机中进行混合，并得混料粉；
S2：将所述混料粉放入模具进行压制成型，得压坯；
S3：在N还原气氛下，对所述压坯进行烧结，然后冷却，得合金烧结体，所述烧结过程为：逐渐烧结加热至500-600℃，恒温0.5-1.0h，再主烧结加热至980-1100℃，恒温0.5-1.5h，逐渐冷却至定温；
S4：对所述合金烧结体用压模进行压制整形，得压件；
S5：将所述压件放入真空浸油机内进行浸油处理后，得所述用于滚珠轴承的定位套。
5.根据权利要求4所述的用于滚珠轴承的定位套的制备方法，其特征在于，S2中所述压坯的密度为5.8-6.1g/cm3。
6.根据权利要求5所述的用于滚珠轴承的定位套的制备方法，其特征在于，所述浸油处理中油液温度为80-100℃，所述油液为高耐磨润滑油。
7.根据权利要求6所述的用于滚珠轴承的定位套的制备方法，其特征在于，以体积百分比计，所述定位套的含油率为19-24％。
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CN114857180B (zh) * 2022-04-29 2024-08-06 深圳嘉利祥精工股份有限公司 一种具有定位套结构的滚珠轴承及其制造方法

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