CN112145555A - 一种耐海水腐蚀的轴承及其制造工艺 - Google Patents

一种耐海水腐蚀的轴承及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐海水腐蚀的轴承及其制造工艺，其步骤包括：选择原材料；原材料进行机加工；胚体堆焊防腐层；胚体堆焊耐磨层；进行精加工；进行轴承的组装，通过采用多种不同种类的金属，替代了轴承的整体不锈钢的制造工艺，在轴承的内外圈体的外表面上焊接有防腐层，获得提高轴承耐腐蚀性能，提高了轴承的使用寿命，降低了轴承的维护和检修成本的效果。

Description

一种耐海水腐蚀的轴承及其制造工艺
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域，尤其涉及一种耐海水腐蚀的轴承及其制造工艺。
背景技术
大型海洋环境转盘轴承广泛的应用于远洋船舶、海水采油平台、军事船舶、沿海码头装卸、海洋风力发电等场合，现有的海洋环境下使用的轴承全都由马氏体不锈钢制成，存在防腐性能差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐海水腐蚀的轴承及其制造工艺，旨在解决现有轴承防腐性能差的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明采用的一种耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其步骤包括：选择原材料，包括轴承内外圈体毛坯材料的选择和滚动体毛坯材料的选择；原材料进行机加工，得到轴承内外圈胚体和滚动体胚体；胚体上堆焊防腐层，内外圈胚体的外表面上堆焊防腐层；胚体上堆焊耐磨层，对已经进行防腐层堆焊的内外圈胚体进行耐磨层堆焊，以及在滚动体胚体的外表面进行耐磨层堆焊；进行精加工，完成耐磨层堆焊后的所述内外圈胚体和完成耐磨层堆焊的所述滚动体胚体进行表面精加工；进行轴承的组装。
其中，用于制造所述轴承内外圈毛坯的原材料选用中碳低合金调制钢材料。
其中，用于堆焊的所述防腐层选用锰铝青铜材料。
其中，所述防腐层的成分组合比为Al：7.5、Mn：13.0、Fe：2.5、Ni：2.5，其它余量为Cu。
其中，用于堆焊的所述耐磨层选用马氏体不锈钢材料。
其中，所述耐磨层的成分组合比为C：0.5、Si：2.3、Mn：0.4、Gr：9，其它余量为Fe。
其中，所述精加工包括消除应力处理和表面粗糙度处理，完成堆焊后对胚体进行消除应力处理，然后进行表面粗糙度的提高。
其中，机加工后得到的所述胚体在进行防腐层堆焊之前进行调质处理。
其中，所述机加工包括轮廓加工和表面粗加工，进行原材料选择之后加工出轴承内外圈轮廓和滚动体的轮廓，然后使用粗车机加工外表面。
为实现上述目的，第二方面，本发明提供了一种耐海水腐蚀的轴承，包括内圈体、外圈体、滚动体、耐磨层和防腐层，所述内圈体的横截面为环形，所述外圈体位于所述内圈体的外侧，所述滚动体位于所述内圈体与所述外圈体之间，所述耐磨层焊接在所述内圈体上，并位于所述内圈体朝向所述外圈体的一侧，所述耐磨层焊接在所述外圈体上，并位于所述外圈体朝向所述内圈体的一侧，所述耐磨层焊接在所述滚动体上，并位于所述滚动体的外侧，所述防腐层焊接在所述内圈体上，并位于所述内圈体远离所述外圈体的一侧，且位于所述内圈体的两侧面，所述防腐层焊接在所述外圈体上，并位于所述外圈体远离所述内圈体的一侧，且位于所述外圈体的两侧面。
本发明的一种耐海水腐蚀的轴承制造工艺，通过采用多种不同种类的金属，替代了轴承的整体不锈钢的制造工艺，在轴承的内外圈体的外表面上焊接有防腐层，获得提高轴承耐腐蚀性能，提高了轴承的使用寿命，降低了轴承的维护和检修成本的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的流程示意图；
图2是本发明轴承的结构示意图；
图3是图2的剖视图；
图4是图3的放大图；
图中：10-轴承、2-内圈体、4-防腐层、5-外圈体、7-滚动体、8-耐磨层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供了一种耐海水腐蚀的轴承及其制造工艺，
请参阅图1，实施例1，
S100：选择原材料，包括轴承内外圈毛坯材料的选择和滚动
体毛坯材料的选择；
S101：毛坯种类的选择；在进行轴承制造时，选用40Cr钢、42Cr钢、40CrMo钢等中碳钢或者中碳低合金钢，作为制造轴承内圈胚体、轴承外圈胚体和滚动体胚体的毛坯，降低了优质不锈钢的用量，既降低了机加工的难度，又降低了材料成本；
S102：对毛坯进行检查，避免原材料的不合格导致出现瑕疵品；
S200：原材料进行机加工，得到轴承内外圈胚体和滚动体胚体，要求无叠层、裂纹、夹杂等缺陷；
S201：使用模锻机加工毛坯，得到球形形状的滚动体胚体；
S202：对滚动体胚体进行调质处理，淬火后进行高温回火，高温回火温度为500℃～650℃；
S203：使用碾环机加工毛坯，得到环形的内圈体胚体和外圈体胚体；
S204：对内圈体胚体和外圈体胚体进行调质处理，淬火后进行高温回火，高温回火温度为500℃～650℃；
S205：使用粗车机对胚体进行表面处理，对完成调质处理后的内圈胚体、外圈体胚体和滚动体胚体的外表面进行车削加工；
S206：对胚体进行缺陷检测，采用超声波探伤和磁粉探伤的手段进行检查，避免不合格的胚体流入下道工序；
S300：胚体上堆焊防腐层，内外圈胚体的外表面上堆焊防腐层，所述防腐层采用激光焊接的方式，在将丝状、直径1.2mm的锰铝青铜焊接在外圈体和内圈体的远离所述滚动体的外表面上，以及所述外圈胚体和所述内圈胚体的两侧表面上，所述防腐层的成分组合比为Al：7.5、Mn：13.0、Fe：2.5、Ni：2.5，其它余量为Cu，所述防腐层的熔化温度为945℃～985℃，堆焊两层，每层厚度为1.5mm，总厚度为3mm，完成防腐层堆焊后保温缓冷至室温；
S400：胚体上堆焊耐磨层，对已经进行防腐层堆焊的内外圈胚体进行耐磨层堆焊，以及在滚动体胚体的外表面进行耐磨层堆焊，所述耐磨层采用等离子堆焊的方式，将盘丝状，直径为1.6mm的马氏体不锈钢焊接在所述内圈胚体朝向所述滚动体的一侧滚道上，并焊接在所述外圈胚体朝向所述滚动体的侧壁上，且焊接在所述滚动体胚体的外表面上，所述马氏不锈钢的成分组合比为C：0.5、Si：2.3、Mn：0.4、Gr：9，其它余量为Fe。C：0.5、Si：2.3、Mn：0.4、Gr：9，其它余量为Fe，堆焊两层，每层厚度两层，总厚度为4mm，完成耐磨层堆焊后保温环冷至室温；
S500：进行精加工；
S501：进行消除应力处理，对滚动体进行消除应力处理，采用超声波冲击消除焊缝的焊接应力，对轴承内圈体和轴承外圈体进行消应力朝里，采用超声波振动时效处理；
S502：对胚体的表面进行磨削精加工，提高产品表面的精度；
S600：进行轴承的组装，输送至成品库房，先将滚动体安装到内圈体和外圈体之间，然后进行消磁，可选用通电、高温或者敲打的方式进行消磁，再进行清洗，采用高压气体将产品上附着的残渣吹掉，再然后进行检验，采用人工或者扫描仪的方式对产品进行挑选，避免不合格产品投入使用，最后进行包装，采用塑料模具盒将轴承装好，便有运输和存放。
进一步地，用于制造所述轴承内外圈毛坯的原材料选用中碳低合金调制钢材料。在本实施方式中，选用40#钢，具良好的弯曲加工性及成形性，长期使用后的强度及韧性变化较少，焊接加工时有良好的可焊性。
进一步地，用于堆焊的所述防腐层选用锰铝青铜材料；所述防腐层的成分组合比为Al：7.5、Mn：13.0、Fe：2.5、Ni：2.5，其它余量为Cu。在本实施方式中，猛铜材料在轴承的外表面，提高了轴承耐腐蚀性能，提高了轴承的使用寿命。
进一步地，用于堆焊的所述耐磨层选用马氏体不锈钢材料；所述耐磨层的成分组合比为C：0.5、Si：2.3、Mn：0.4、Gr：9，其它余量为Fe。在本实施方式中，使用高强度、高耐磨的材料复合在轴承内、外圈体与滚动体的运动接触面上，解决了滚道淬火存在软带的问题，提高了轴承的稳定性。
进一步地，所述精加工包括消除应力处理和表面粗糙度处理，完成堆焊后对胚体进行消除应力处理，然后进行表面粗糙度的提高。在本实施方式中，消除应力采用超声波的手段，然后采用磨削机床，对焊接时产生的毛刺进行磨削加工。
进一步地，机加工后得到的所述胚体在进行防腐层堆焊之前进行调质处理。在本实施方式中，对胚体进行淬火后然后在600℃的温度下进行回火，提高了胚体的强度和韧性。
进一步地，所述机加工包括轮廓加工和表面粗加工，进行原材料选择之后加工出轴承内外圈轮廓和滚动体的轮廓，然后使用粗车机加工外表面。在本实施方式中，选用盘状的毛坯作为进行内外圈体轮廓加工的毛坯，然后通过粗车机床对毛坯表面进行车削，并根据复合堆焊层的高度，留有进行精加工的余量。
一种耐海水腐蚀的轴承，
请参阅图2至图4，所述轴承10包括内圈体2、外圈体5、滚动体7、耐磨层8和防腐层4，所述内圈体2的横截面为环形，所述外圈体5位于所述内圈体2的外侧，所述滚动体7位于所述内圈体2与所述外圈体5之间，所述耐磨层8焊接在所述内圈体2上，并位于所述内圈体2朝向所述外圈体5的一侧，所述耐磨层8焊接在所述外圈体5上，并位于所述外圈体5朝向所述内圈体2的一侧，所述耐磨层8焊接在所述滚动体7上，并位于所述滚动体7的外侧，所述防腐层4焊接在所述内圈体2上，并位于所述内圈体2远离所述外圈体5的一侧，且位于所述内圈体2的两侧面，所述防腐层4焊接在所述外圈体5上，并位于所述外圈体5远离所述内圈体2的一侧，且位于所述外圈体5的两侧面。
在本实施方式中，所述滚动体7在所述内圈体2和所述外圈体5体内滚动，实现所述内圈体2与所述外圈体5之间的转动连接，在所述滚动体7的外表面上堆焊有所述耐磨层8，所述内圈体2与所述滚动体7的接触面上也堆焊有所述耐磨层8，所述外圈体5与所述滚动体7的接触面上也堆焊有所述耐磨层8，所述耐磨层8由马氏体不锈钢材质制成，提高了接触面的硬度，使得轴承10更加稳定，在所述内圈体2除了所述耐磨层8的其余外表面上都堆焊有所述防腐层4，在所述外圈体5除了所述耐磨层8的其余外表面上都堆焊由所述防腐层4，所述防腐层4选用马氏体不锈钢材料，获得提高轴承10耐腐蚀性能，提高了轴承10的使用寿命，降低了轴承10的维护和检修成本的效果。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其步骤包括：
选择原材料，包括轴承内外圈毛坯材料的选择和滚动体毛坯材料的选择；
原材料进行机加工，得到轴承内外圈胚体和滚动体胚体；
胚体上堆焊防腐层，内外圈胚体的外表面上堆焊防腐层；
胚体上堆焊耐磨层，对已经进行防腐层堆焊的内外圈胚体进行耐磨层堆焊，以及在滚动体胚体的外表面进行耐磨层堆焊；
进行精加工，完成耐磨层堆焊后的所述内外圈胚体和完成耐磨层堆焊的所述滚动体胚体进行表面精加工；
进行轴承的组装。
2.如权利要求1所述的耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其特征在于，用于制造所述轴承内外圈毛坯的原材料选用中碳低合金调制钢材料。
3.如权利要求2所述的耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其特征在于，用于堆焊的所述防腐层选用锰铝青铜材料。
4.如权利要求3所述的耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其特征在于，所述防腐层的成分组合比为Al：7.5、Mn：13.0、Fe：2.5、Ni：2.5，其它余量为Cu。
5.如权利要求3所述的耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其特征在于，用于堆焊的所述耐磨层选用马氏体不锈钢材料。
6.如权利要求5所述的耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其特征在于，所述耐磨层的成分组合比为C：0.5、Si：2.3、Mn：0.4、Gr：9，其它余量为Fe。
7.如权利要求5所述的耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其特征在于，所述精加工包括消除应力处理和表面粗糙度处理，完成堆焊后对胚体进行消除应力处理，然后进行表面粗糙度的提高。
8.如权利要求7所述的耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其特征在于，机加工后得到的所述胚体在进行防腐层堆焊之前进行调质处理。
9.如权利要求8所述的耐海水腐蚀的轴承制造工艺，其特征在于，所述机加工包括轮廓加工和表面粗加工，进行原材料选择之后加工出轴承内外圈轮廓和滚动体的轮廓，然后使用粗车机加工外表面。
10.一种耐海水腐蚀的轴承，其特征在于，包括内圈体、外圈体、滚动体、耐磨层和防腐层，所述内圈体的横截面为环形，所述外圈体位于所述内圈体的外侧，所述滚动体位于所述内圈体与所述外圈体之间，所述耐磨层焊接在所述内圈体上，并位于所述内圈体朝向所述外圈体的一侧，所述耐磨层焊接在所述外圈体上，并位于所述外圈体朝向所述内圈体的一侧，所述耐磨层焊接在所述滚动体上，并位于所述滚动体的外侧，所述防腐层焊接在所述内圈体上，并位于所述内圈体远离所述外圈体的一侧，且位于所述内圈体的两侧面，所述防腐层焊接在所述外圈体上，并位于所述外圈体远离所述内圈体的一侧，且位于所述外圈体的两侧面。
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