CN109058299B - 一种高性能耐磨轴承及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能耐磨轴承及其制作工艺，所述高性能耐磨轴承由以下重量份原料制成：铬钢100份、镁粉5份、铝粉6份、铜粉8份、玻璃纤维丝5份、环氧树脂15份、聚四氟乙烯8份、碳纤维丝3份、石墨3份、硅钡钙0.75份、金属增韧剂1.5份和固化剂0.75份，本发明结构科学合理，使用安全方便，在制作高性能耐磨轴承的过程中，通过在原料内部加入环氧树脂和玻璃纤维丝，使得轴承具有极高的强度，使得轴承摩擦面的抗拉强度大大的提高，抗冲击疲劳性能、轴承承受震动和冲击载荷的能力都极大的提高，轴承原料中加入的玻璃纤维丝和高强度的聚四氟乙烯经过环氧树脂的复合，能够长期保持轴承面的自我润滑功能，完全克服了热塑性材料的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及轴承制作技术领域，具体为一种高性能耐磨轴承及其制作工艺。
背景技术
轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，但是，现有的轴承在使用的过程中存在以下缺陷：在使用时，由于外环与内环之间的摩擦，会产生一定的热量，如果不对热量进行及时的散热处理，会降低轴承的使用寿命，并且，轴承与阀体进行连接时，如果连接不紧密会出现打滑现象，影响蝶阀的正常运转，在使用的过程中，轴承的强度较低，在长时间的转动下，轴承的摩擦层会出现脱落现象，影响轴承的正常使用，并且，轴承在使用一段时间之后，需要对轴承进行润滑处理，否则，轴承内部的摩擦力会由于长时间的磨损，导致摩擦力增大，进而降低轴承的使用寿命，传统的轴承在使用的过程中，轴承的抗冲击疲劳性能、轴承承受震动和冲击载荷的能力都较低，无法满足全程无润滑的高频率和高寿命的苛刻的工作条件，所以，人们急需一种新型高性能耐磨轴承及其制作工艺来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种高性能耐磨轴承及其制作工艺，可以有效解决上述背景技术中提出的在使用时，由于外环与内环之间的摩擦，会产生一定的热量，如果不对热量进行及时的散热处理，会降低轴承的使用寿命，并且，轴承与阀体之间进行连接时，如果连接不紧密会出现打滑现象的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能耐磨轴承的制作工艺，所述高性能耐磨轴承由以下重量份原料制成：铬钢80-110份、镁粉3-5份、铝粉5-7份、铜粉5-10份、玻璃纤维丝3-10份、环氧树脂10-20份、聚四氟乙烯5-10份、碳纤维丝2-5份、石墨2-4份、硅钡钙0.5-1份、金属增韧剂1-2份和固化剂0.5-1份。
根据上述技术方案，所述高性能耐磨轴承由以下重量份原料制成：铬钢100份、镁粉5份、铝粉6份、铜粉8份、玻璃纤维丝5份、环氧树脂15份、聚四氟乙烯8份、碳纤维丝3份、石墨3份、硅钡钙0.75份、金属增韧剂1.5份和固化剂0.75份。
根据上述技术方案，包括以下步骤：
S1、将铬钢倒入研磨机中，研磨成粉末，加入适量水，得到250目粉末，然后放入搅拌机中；
S2、将镁粉、铝粉、铜粉、玻璃纤维丝、环氧树脂、聚四氟乙烯、碳纤维丝、石墨和硅钡钙放入搅拌机中，在1100转/分下混合5-10min，加入金属增韧剂和固化剂继续搅拌10-15min；
S3、将混合后的粉末放入模具中，在300Mpa的压力下压制成型，然后加热5小时；
S4、将经过配料并降温冷却之后的原材料通过锻造形成轴承零件毛坯；
S5、将轴承零件毛坯依次放入轴承磨床、内沟磨床和外沟磨床进行初次打磨；
S6、将步骤S5打磨加工之后的轴承零件依次放入高精度通磨无心磨床和精密沟道超精研机进行加工处理。
根据上述技术方案，所述步骤S3中加热温度为600摄氏度。
根据上述技术方案，所述步骤S5中，将热处理之后温度降至室温的轴承零件毛坯放入轴承磨床内，对轴承零件的表面毛刺部分进行打磨，打磨时间为30min，最后将轴承零件放入外沟磨床内部，完成对轴承零件的初步打磨。
根据上述技术方案，所述步骤S6中将轴承零件放入高精度通磨无心磨床内部，对轴承零件表面进行精打磨，打磨时间为1小时，然后将轴承零件放入精密沟道超精研机内部，待轴承零件完成全部打磨加工之后，将轴承零件放入聚四氟乙烯溶液中浸泡30s。
一种高性能耐磨轴承，包括外环，所述外环内侧中部贴合有摩擦层，所述摩擦层内侧安装有内环，所述内环、外环和内轴套内部均混合填充有玻璃纤维丝和环氧树脂，所述内环内侧贴合有内轴套，所述外环、内环和内轴套表面均涂抹有聚四氟乙烯。
优选的，所述外环外侧安装有防滑安装组件，所述防滑安装组件包括外轴套、散热孔、第一防滑纹和第二防滑纹，所述外轴套内部等距离开设有散热孔，所述外轴套外侧等距离安装有第一防滑纹，所述外轴套内侧等距离安装有第二防滑纹，所述外环与外轴套之间通过第一防滑纹限位连接。
优选的，所述内轴套与内环之间通过卡槽连接。
优选的，所述外环与内环之间形成无缝结构。
优选的，所述内环内侧安装有阀杆，所述阀杆与内环之间通过内轴套固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明科学合理，使用安全方便，通过在外环外侧安装有防滑安装组件，通过散热孔，可以及时的对轴承转动过程中产生的热量进行及时的散热，通过第一防滑纹，可以有效的防止轴承与阀体之间出现连接固定不紧密的现象出现，防止轴承在转动的过程中出现打滑现象，同时，通过第二防滑纹，可以有效的防止轴承与外轴套之间出现打滑现象，使得轴承在转动的过程中与阀杆和阀体之间连接的更加紧密，在制作高性能耐磨轴承的过程中，通过加入镁粉，可以有效的增加金属在锻造过程中的升温速率，提升反应效率,通过加入铜粉和铝粉，使得轴承表面更加的光滑和耐磨，通过加入硅钡钙，使得轴承中的含氧量降低，使得轴承更加的牢固，有效的延长轴承的使用寿命，通过在原料内部加入环氧树脂和玻璃纤维丝，使得轴承具有极高的强度，抗摩擦层和基体材料都是锁在复合材料内部，有效的避免了长时间工作的情况下，摩擦层剥落的现象出现，通过高强度玻璃纤维丝，使得轴承摩擦面的抗拉强度大大的提高，抗冲击疲劳性能、轴承承受震动和冲击载荷的能力都极大的提高，轴承原料中加入的玻璃纤维丝和高强度的聚四氟乙烯经过环氧树脂的复合，能够长期保持轴承面的自我润滑功能，完全克服了热塑性材料的缺点，使得高性能耐磨轴承可以满足全程无润滑的高频率和高寿命的苛刻的工作条件，有效的延长了轴承的使用寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的制作步骤示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明轴承横截面的结构示意图；
图4是本发明防滑安装组件的结构示意图；
图5是本发明玻璃纤维丝和环氧树脂的结构示意图；
图中标号：1、阀杆；2、外环；3、玻璃纤维丝；4、环氧树脂；5、摩擦层；6、内环；7、内轴套；8、防滑安装组件；801、外轴套；802、散热孔；803、第一防滑纹；804、第二防滑纹；9、聚四氟乙烯。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：如图1所示，本发明提供一种高性能耐磨轴承的制作工艺技术方案，所述高性能耐磨轴承的轴承零件包括内环6、外环2和内轴套7，内环6、外环2和内轴套7均由以下重量份原料制成：铬钢100份、镁粉5份、铝粉6份、铜粉8份、玻璃纤维丝5份、环氧树脂15份、聚四氟乙烯8份、碳纤维丝3份、石墨3份、硅钡钙0.75份、金属增韧剂1.5份和固化剂0.75份。
根据上述技术方案，包括以下步骤：
S1、将铬钢倒入研磨机中，研磨成粉末，加入适量水，得到250目粉末，然后放入搅拌机中；
S2、将镁粉、铝粉、铜粉、玻璃纤维丝、环氧树脂、聚四氟乙烯、碳纤维丝、石墨和硅钡钙放入搅拌机中，在1100转/分下混合8min，加入金属增韧剂和固化剂继续搅拌13min,；
S3、将混合后的粉末放入模具中，在300Mpa的压力下压制成型，然后加热5小时；
S4、将经过配料并降温冷却之后的原材料通过锻造形成轴承零件毛坯；
S5、将轴承零件毛坯依次放入轴承磨床、内沟磨床和外沟磨床进行初次打磨；
S6、将步骤S5打磨加工之后的轴承零件依次放入高精度通磨无心磨床和精密沟道超精研机进行加工处理。
根据上述技术方案，所述步骤S3中加热温度为600摄氏度。
根据上述技术方案，所述步骤S5中，将热处理之后温度降至室温的轴承零件毛坯放入轴承磨床内，对轴承零件的表面毛刺部分进行打磨，打磨时间为30min，最后将轴承零件放入外沟磨床内部，完成对轴承零件的初步打磨。
根据上述技术方案，所述步骤S6中将轴承零件放入高精度通磨无心磨床内部，对轴承零件表面进行精打磨，打磨时间为1小时，然后将轴承零件放入精密沟道超精研机内部，待轴承零件完成全部打磨加工之后，将轴承零件放入聚四氟乙烯溶液中浸泡30s。
实施例2：如图1所示，所述高性能耐磨轴承的轴承零件包括内环6、外环2和内轴套7，内环6、外环2和内轴套7均由以下重量份原料制成：铬钢90份、镁粉3份、铝粉5份、铜粉5份、玻璃纤维丝3份、环氧树脂10份、聚四氟乙烯5份、碳纤维丝2份、石墨2份、硅钡钙0.5份、金属增韧剂1份和固化剂0.5份。
根据上述技术方案，包括以下步骤：
S1、将铬钢倒入研磨机中，研磨成粉末，加入适量水，得到250目粉末，然后放入搅拌机中；
S2、将镁粉、铝粉、铜粉、玻璃纤维丝、环氧树脂、聚四氟乙烯、碳纤维丝、石墨和硅钡钙放入搅拌机中，在1100转/分下混合5min，加入金属增韧剂和固化剂继续搅拌15min,；
S3、将混合后的粉末放入模具中，在300Mpa的压力下压制成型，然后加热5小时；
S4、将经过配料并降温冷却之后的原材料通过锻造形成轴承零件毛坯；
S5、将轴承零件毛坯依次放入轴承磨床、内沟磨床和外沟磨床进行初次打磨；
S6、将步骤S5打磨加工之后的轴承零件依次放入高精度通磨无心磨床和精密沟道超精研机进行加工处理。
根据上述技术方案，所述步骤S3中加热温度为600摄氏度。
根据上述技术方案，所述步骤S5中，将热处理之后温度降至室温的轴承零件毛坯放入轴承磨床内，对轴承零件的表面毛刺部分进行打磨，打磨时间为30min，最后将轴承零件放入外沟磨床内部，完成对轴承零件的初步打磨。
根据上述技术方案，所述步骤S6中将轴承零件放入高精度通磨无心磨床内部，对轴承零件表面进行精打磨，打磨时间为1小时，然后将轴承零件放入精密沟道超精研机内部，待轴承零件完成全部打磨加工之后，将轴承零件放入聚四氟乙烯溶液中浸泡30s。
实施例3：如图1所示，所述高性能耐磨轴承的轴承零件包括内环6、外环2和内轴套7，内环6、外环2和内轴套7均由以下重量份原料制成：铬钢110份、镁粉5份、铝粉7份、铜粉10份、玻璃纤维丝10份、环氧树脂20份、聚四氟乙烯10份、碳纤维丝5份、石墨4份、硅钡钙1份、金属增韧剂2份和固化剂1份。
根据上述技术方案，包括以下步骤：
S1、将铬钢倒入研磨机中，研磨成粉末，加入适量水，得到250目粉末，然后放入搅拌机中；
S2、将镁粉、铝粉、铜粉、玻璃纤维丝、环氧树脂、聚四氟乙烯、碳纤维丝、石墨和硅钡钙放入搅拌机中，在1100转/分下混合8min，加入金属增韧剂和固化剂继续搅拌10min,；
S3、将混合后的粉末放入模具中，在300Mpa的压力下压制成型，然后加热5小时；
S4、将经过配料并降温冷却之后的原材料通过锻造形成轴承零件毛坯；
S5、将轴承零件毛坯依次放入轴承磨床、内沟磨床和外沟磨床进行初次打磨；
S6、将步骤S5打磨加工之后的轴承零件依次放入高精度通磨无心磨床和精密沟道超精研机进行加工处理。
根据上述技术方案，所述步骤S3中加热温度为600摄氏度。
根据上述技术方案，所述步骤S5中，将热处理之后温度降至室温的轴承零件毛坯放入轴承磨床内，对轴承零件的表面毛刺部分进行打磨，打磨时间为30min，最后将轴承零件放入外沟磨床内部，完成对轴承零件的初步打磨。
根据上述技术方案，所述步骤S6中将轴承零件放入高精度通磨无心磨床内部，对轴承零件表面进行精打磨，打磨时间为1小时，然后将轴承零件放入精密沟道超精研机内部，待轴承零件完成全部打磨加工之后，将轴承零件放入聚四氟乙烯溶液中浸泡30s。
实施例4：如图2-5所示，一种高性能耐磨轴承，包括外环2，外环2内侧中部贴合有摩擦层5，摩擦层5内侧安装有内环6，为了防止灰尘从外环2与内环6之间的缝隙进入轴承内部，外环2与内环6之间形成无缝结构，内环6、外环2和内轴套7内部均混合填充有玻璃纤维丝3和环氧树脂4，内环6内侧贴合有内轴套7，为了使得内轴套7与内环6之间连接的更加紧密，内轴套7与内环6之间通过卡槽连接，为了使得轴承与阀体之间连接的更加紧密，内环6内侧安装有阀杆1，阀杆1与内环6之间通过内轴套7固定连接，为了使得轴承在安装的过程中更加的稳定和牢固，外环2外侧安装有防滑安装组件8，防滑安装组件8包括外轴套801、散热孔802、第一防滑纹803和第二防滑纹804，外轴套801内部等距离开设有散热孔802，外轴套801外侧等距离安装有第一防滑纹803，外轴套801内侧等距离安装有第二防滑纹804，外环2与外轴套801之间通过第一防滑纹803限位连接，外环2、内环6和内轴套7表面均涂抹有聚四氟乙烯9。
本发明按照实施例1-3制备的高性能耐磨轴承进行检测，结果如表1，
表1检测结果
通过检测结果可见，加入玻璃纤维丝、环氧树脂、聚四氟乙烯、碳纤维和石墨之后，轴承的最大静载荷、最大动载荷、最高工作温度都有所提高，同时，轴承的24小时吸湿率和200万次运转后的磨损量都有所降低，有效的提高了轴承的强度和使用寿命。
基于上述，本发明的优点在于：在使用一种高性能耐磨轴承及其制作工艺的过程中，首先，将内轴套7固定安装在内环6内侧，然后将阀杆1插入内轴套7内部，完成对轴承与阀杆1的固定安装，固定安装完成之后，将防滑安装组件8固定安装在外环2外侧，通过第二防滑纹804，可以使得外环2与轴承之间连接的更加紧密，同时，通过第一防滑纹803，可以使得轴承与阀体之间连接的更加紧密，使得轴承在使用时不会出现打滑现象，通过散热孔802，可以对轴承工作过程中由于摩擦而产生的热量进行及时的散热处理，在制作高性能耐磨轴承的过程中，通过加入镁粉，可以有效的增加金属在锻造过程中的升温速率，通过加入铜粉和铝粉，使得轴承表面更加的光滑和耐磨，通过加入硅钡钙，使得轴承中的含氧量降低，使得轴承更加的牢固，有效的延长轴承的使用寿命，通过在原料内部加入环氧树脂4和玻璃纤维丝3，使得轴承具有极高的强度，抗摩擦层和基体材料都是锁在复合材料内部，有效的避免了长时间工作的情况下，摩擦层5剥落的现象出现，通过高强度玻璃纤维丝3，使得轴承摩擦面的抗拉强度大大的提高，抗冲击疲劳性能、轴承承受震动和冲击载荷的能力都极大的提高，轴承原料中加入的玻璃纤维丝3和高强度的聚四氟乙烯9经过环氧树脂4的复合，能够长期保持轴承面的自我润滑功能，完全克服了热塑性材料的缺点，使得高性能耐磨轴承可以满足全程无润滑的高频率和高寿命的苛刻的工作条件，有效的延长了轴承的使用寿命。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高性能耐磨轴承，其特征在于，包括外环（2），所述外环（2）内侧中部贴合有摩擦层（5），所述摩擦层（5）内侧安装有内环（6），所述内环（6）内侧贴合有内轴套（7），所述内环（6）、外环（2）和内轴套（7）内部均混合填充有玻璃纤维丝（3）和环氧树脂（4），所述外环（2）、内环（6）和内轴套（7）表面均涂抹有聚四氟乙烯（9）；
所述外环（2）外侧安装有防滑安装组件（8），所述防滑安装组件（8）包括外轴套（801）、散热孔（802）、第一防滑纹（803）和第二防滑纹（804），所述外轴套（801）内部等距离开设有散热孔（802），所述外轴套（801）径向外侧等距离安装有第一防滑纹（803），所述外轴套（801）径向内侧等距离安装有第二防滑纹（804），所述外环（2）与外轴套（801）之间通过第一防滑纹（803）限位连接；
所述高性能耐磨轴承的内环（6）、外环（2）和内轴套（7）均由以下重量份原料制成：铬钢80-110份、镁粉3-5份、铝粉5-7份、铜粉5-10份、玻璃纤维丝3-10份、环氧树脂10-20份、聚四氟乙烯5-10份、碳纤维丝2-5份、石墨2-4份、硅钡钙0.5-1份、金属增韧剂1-2份和固化剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能耐磨轴承，其特征在于：所述高性能耐磨轴承的内环（6）、外环（2）和内轴套（7）均由以下重量份原料制成：铬钢100份、镁粉5份、铝粉6份、铜粉8份、玻璃纤维丝5份、环氧树脂15份、聚四氟乙烯8份、碳纤维丝3份、石墨3份、硅钡钙0.75份、金属增韧剂1.5份和固化剂0.75份。
3.根据权利要求1所述的一种高性能耐磨轴承，其特征在于：所述外环（2）与内环（6）之间形成无缝结构。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的高性能耐磨轴承的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将铬钢倒入研磨机中，研磨成粉末，加入适量水，得到250目粉末，然后放入搅拌机中；
S2、将镁粉、铝粉、铜粉、玻璃纤维丝、环氧树脂、聚四氟乙烯、碳纤维丝、石墨和硅钡钙放入搅拌机中，在1100转/分下混合5-10min，加入金属增韧剂和固化剂继续搅拌10-15min；
S3、将混合后的粉末放入模具中，在300Mpa的压力下压制成型，然后加热5小时；
S4、将经过配料并降温冷却之后的原材料通过锻造形成轴承零件毛坯；
S5、将轴承零件毛坯依次放入轴承磨床、内沟磨床和外沟磨床进行初次打磨；
S6、将步骤S5打磨加工之后的轴承零件依次放入高精度通磨无心磨床和精密沟道超精研机进行加工处理。
5.根据权利要求4所述的高性能耐磨轴承的制作工艺，其特征在于，所述步骤S3中加热温度为600摄氏度。
6.根据权利要求4所述的高性能耐磨轴承的制作工艺，其特征在于，所述步骤S5中，将热处理之后温度降至室温的轴承零件毛坯放入轴承磨床内，对轴承零件的表面毛刺部分进行打磨，打磨时间为30min，最后将轴承零件放入外沟磨床内部，完成对轴承零件的初步打磨。
7.根据权利要求4所述的高性能耐磨轴承的制作工艺，其特征在于，所述步骤S6中将轴承零件放入高精度通磨无心磨床内部，对轴承零件表面进行精打磨，打磨时间为1小时，然后将轴承零件放入精密沟道超精研机内部，待轴承零件完成全部打磨加工之后，将轴承零件放入聚四氟乙烯溶液中浸泡30s。
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