CN114458686A - 一种陶瓷注射成形滑动轴承及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种陶瓷注射成形滑动轴承，包括轴承底座、轴承盖和轴瓦，轴瓦固设于轴承底座和轴承盖之间，轴颈固设于轴瓦内；轴瓦上端中心部轴向向上延伸出储油仓，储油仓的底端设置有导油孔，导油孔连通轴瓦的内侧壁；轴承盖设置有顶孔，顶孔贯穿轴承盖，储油仓的顶端从顶孔延伸出轴承盖；储油仓的顶部设置有密封槽，密封槽的槽底设置有注油孔，注油孔连通储油仓的内部，注油孔固设有注油芯；密封槽内转动贴合有密封盖。通过工作时储油仓受热后导出润滑油能长时间的和持续的对轴承内部润滑。并且通过本制造方法制作的滑动轴承具有很好的耐磨性和极小的摩擦系数，并且重量轻，耐腐蚀。

Description

一种陶瓷注射成形滑动轴承及制造方法
技术领域
本发明涉及滑动轴承技术领域，尤其涉及一种陶瓷注射成形滑动轴承及制造方法。
背景技术
滑动轴承是机械设备中的重要支承部件，许多机械，如金属切削机床、汽轮机、电动机、发电机、膨胀机、旋转式压缩机、轧钢机、内燃机等，其主轴轴承对于机械的运动、功能、做功与效率具有直接的制约作用，直接决定机器的质量与寿命。另外，陶瓷材料具有很好的耐酸、碱、腐蚀的能力，这使得陶瓷轴承具有更加宽广的应用场景，市场非常广泛。陶瓷粉末注射成形(简称CIM)是当今粉末注射成形技术的一个新分支，是从现代粉末注射成形技术中发展起来的一项新型成形技术，它具有一次性成形复杂形状制品、产品尺寸精度高、无需机械加工或只需微量加工、易于实现生产自动化和产品性能优异的特点，弥补了传统粉末冶金工艺的不足。通过CIM技术制成的滑动轴承，虽然耐磨性能极佳，但润滑性还是比较欠缺，这对机器的整体质量造成了极大的影响。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供解决以上问题中的一种陶瓷注射成形滑动轴承及制造方法，通过该方法制造而成的滑动轴承，不仅具有极好的耐磨性还能保持良好的润滑性，成为机器中优秀的零部件。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种陶瓷注射成形滑动轴承，包括轴承底座、轴承盖和轴瓦，轴瓦固设于轴承底座和轴承盖之间，轴颈固设于轴瓦内；轴瓦上端中心部轴向向上延伸出储油仓，储油仓的底端设置有导油孔，导油孔连通轴瓦的内侧壁；轴承盖设置有顶孔，顶孔贯穿轴承盖，储油仓的顶端从顶孔延伸出轴承盖；储油仓的顶部设置有密封槽，密封槽的槽底设置有注油孔，注油孔连通储油仓的内部，注油孔固设有注油芯；密封槽内转动贴合有密封盖。通过工作时储油仓受热后导出润滑油能长时间的和持续的对轴承内部润滑。
本发明优选的技术方案在于，顶孔下部设置有气腔，气腔周圈设置于储油仓外周，气腔下方为轴瓦的外侧壁。以此加快储油仓在轴承工作时局部的热量提升速度，加快储油仓分泌润滑油。
本发明优选的技术方案在于，轴瓦的外侧壁设置有多个凸块；轴承盖上设置有多个通孔，通孔贯穿轴承盖；凸块与通孔适配卡插。以此能够对轴瓦进行固定和局部散热。
本发明优选的技术方案在于，轴瓦的两端径向向外延伸出限位环。以此进一步的固定和稳定轴瓦
本发明优选的技术方案在于，轴瓦内侧壁周圈设置有导油槽，导油槽与导油孔连通。让润滑油更好的布满轴颈和轴瓦之间。
本发明优选的技术方案在于，导油槽的槽口位置的两侧壁设置有圆角；两侧的圆角之间的间距要小于导油槽下部的两侧壁之间的间距。防止槽口过于尖锐对轴颈造成损伤，进一步保存润滑油，能够长时间持续的使用。
本发明优选的技术方案在于，密封盖底端设置有凹槽，凹槽内固设有密封块，密封块伸出凹槽的槽口；密封盖的侧壁上固设有密封圈。通过密封块抵住注油芯和密封圈来保持储油仓的密封性。
一种陶瓷注射成形滑动轴承的制造方法，轴瓦、储油仓和密封盖通过陶瓷注射成形，包括以下步骤：
步骤S00：按质量比为50wt％～80wt％陶瓷粉末和20wt％～50wt％粘结剂一通加入混炼机中以150～200℃、温度30～45rpm的条件下制成喂料；
步骤S10：在模压成形机上于模压温度150～200℃、模压压力20～200MPa的条件下将喂料模压成形，分别得到轴瓦、储油仓和密封盖的成形坯体；
步骤S20：将成形的坯体在三氯乙烯有机溶剂中于40～60℃下浸泡2～3h，干燥后，以100～200目的工业级活性炭粉末作为吸附剂于200～600℃下进行热脱脂，时间为6～8h；
步骤S30：将脱脂后的坯体放置于真空烧结炉内，在活性硅覆盖掩埋后以1300～1500℃温度下烧结；
步骤S40：采用电化学法将按质量配比为镍80～90wt％、二硫化钼10～20wt％的混合物包覆到SiC粉末上形成涂层材料；
步骤S50：通过表面技术将涂层材料分别喷涂到轴瓦、储油仓和密封盖烧结成形的坯体表面，得到的形状、尺寸和精度符合要求。
本发明优选的技术方案在于，陶瓷粉末由碳化硅颗粒和活性化合物按质量比10:1经过球磨，干燥，筛分而成。
本发明优选的技术方案在于，粘结剂由37.5％～40％石蜡、10％～12％高密度聚乙烯、20％～25％聚丙烯和27.5％～28％硬脂酸混合形成。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种陶瓷注射成形滑动轴承，包括轴承底座、轴承盖和轴瓦，轴瓦固设于轴承底座和轴承盖之间，轴颈固设于轴瓦内；轴瓦上端中心部轴向向上延伸出储油仓，储油仓的底端设置有导油孔，导油孔连通轴瓦的内侧壁；轴承盖设置有顶孔，顶孔贯穿轴承盖，储油仓的顶端从顶孔延伸出轴承盖；储油仓的顶部设置有密封槽，密封槽的槽底设置有注油孔，注油孔连通储油仓的内部，注油孔固设有注油芯；密封槽内转动贴合有密封盖。通过工作时储油仓受热后导出润滑油能长时间的和持续的对轴承内部润滑。并且通过本制造方法做出的轴承能具有很好的耐磨性和极小的摩擦系数，并且重量轻，耐腐蚀。
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明正剖面结构示意图；
图2是本发明图1中A处放大示意图；
图3是本发明侧剖面结构示意图；
图4是本发明图3中B处放大示意图。
图中：1、轴承底座；2、轴承盖；3、轴瓦；4、轴颈；5、储油仓；6、导油孔；7、顶孔；8、密封槽；9、注油孔；10、注油芯；11、密封盖；12、气腔；13、凸块；14、通孔；15、限位环；16、导油槽；17、圆角；18、凹槽；19、密封块；20、密封圈。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。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任意组合。
下面结合附图及实施例，进一步的说明本发明的技术方案。
如图1-图4所示，本实施例提供一种陶瓷注射成形滑动轴承，包括轴承底座1、轴承盖2和轴瓦3，轴瓦3固设于轴承底座1和轴承盖2之间，轴颈4固设于轴瓦3内，其中图3未安装轴颈4，其中轴承底座1和轴承盖2之间通过螺栓固定连接；轴瓦3上端中心部轴向向上延伸出储油仓5，储油仓5的底端设置有导油孔6，导油孔6连通轴瓦3的内侧壁；轴承盖2设置有顶孔7，顶孔7贯穿轴承盖2，储油仓5的顶端从顶孔7延伸出轴承盖2；储油仓5的顶部设置有密封槽8，密封槽8的槽底设置有注油孔9，注油孔9连通储油仓5的内部，注油孔9固设有注油芯10，通过使用针管配合针头穿过注油芯10对储油仓5注油；密封槽8内转动贴合有密封盖11。通过在轴瓦3上方设置储油仓5，并在储油仓5内加满润滑油，平常温度时，润滑油由于储油仓5上方处于封闭状态，润滑油不会从导油孔6流出，当轴承工作过程中摩擦产生的热量增加后，储油仓5受热，内部将存满的润滑油不断的从导油孔流向轴颈4，从而能够持续不断的长时间对轴承进行润滑。
优选的，顶孔7下部设置有气腔12，气腔12周圈设置于储油仓5外周，气腔12下方为轴瓦3的外侧壁。通过设置气腔12，让轴瓦3靠近储油仓5的位置和储油仓5底部外侧壁的位置存在空气间隔，使得该部位的热量不能较好的传导给轴承盖2上，该部位在较小的温度升高后更快的将热量导向储油仓5，使得储油仓5内的空间受热后将更多的润滑油挤入导油孔6。
优选的，轴瓦3的外侧壁设置有多个凸块13；轴承盖2上设置有多个通孔14，通孔14贯穿轴承盖2；凸块13与通孔14适配卡插。由于轴瓦3外侧壁虽然与轴承盖2之间能导热，但两者之间还是存在很小的空气间隙导致热量散热较慢，通过设置凸块13和通孔14，不仅能对轴瓦3起到固定的作用，还能让轴瓦3外侧的局部位置直接接触流动的空气，将热量散发出去。
优选的，轴瓦3的两端径向向外延伸出限位环15。通过两端的限位环15能够进一步的将轴瓦3固定在轴承底座1和轴承盖2内，保持整体的稳定性。
优选的，轴瓦3内侧壁周圈设置有导油槽16，导油槽16与导油孔6连通。通过导油槽16能够将润滑油更加全面的导向轴颈4，并且导油槽16也能起到一定的储油作用。
其中，为了避免导油槽16的槽口位置对轴颈4造成损伤，导油槽16的槽口位置的两侧壁设置有圆角17。进一步的，两侧的圆角17之间的间距要小于导油槽16下部的两侧壁之间的间距。将圆角17位置的间距较小能配合润滑油的表面张力能较好的将润滑油储存在导油槽16内，让轴承能保持长时间持续的润滑。
优选的，密封盖11底端设置有凹槽18，凹槽18内固设有密封块19，密封块19伸出凹槽18的槽口。通过部分伸出凹槽18的密封块19抵住注油芯10能较好的保持储油仓5的密封性。进一步的，密封盖11的侧壁上固设有密封圈20。密封盖11和密封槽8之间通过螺纹连接，并通过密封圈20进一步的密封。
其中，注油芯10、密封块19和密封圈20为氟橡胶制品。
一种陶瓷注射成形滑动轴承的制造方法，轴瓦3、储油仓5和密封盖11通过陶瓷注射成形，包括以下步骤：
步骤S00：按质量比为50wt％～80wt％陶瓷粉末和20wt％～50wt％粘结剂一通加入混炼机中以150～200℃、温度30～45rpm的条件下制成喂料；
步骤S10：在模压成形机上于模压温度150～200℃、模压压力20～200MPa的条件下将喂料模压成形，分别得到轴瓦、储油仓和密封盖的成形坯体；
步骤S20：将成形的坯体在三氯乙烯有机溶剂中于40～60℃下浸泡2～3h，干燥后，以100～200目的工业级活性炭粉末作为吸附剂于200～600℃下进行热脱脂，时间为6～8h；
步骤S30：将脱脂后的坯体放置于真空烧结炉内，在活性硅覆盖掩埋后以1300～1500℃温度下烧结；得到烧结完成坯体的主要性能指标为：密度3.05g/cm3，气孔率0.7％，抗弯强度400-420MPa,硬度30-32GPa，废品率低于9％。
步骤S40：采用电化学法将按质量配比为镍80～90wt％、二硫化钼10～20wt％的混合物包覆到SiC粉末上形成涂层材料。
步骤S50：通过表面技术将涂层材料分别喷涂到轴瓦3、储油仓5和密封盖11烧结成形的坯体表面，得到的形状、尺寸和精度符合要求。
优选的，陶瓷粉末由碳化硅颗粒和活性化合物按质量比10:1经过球磨，干燥，筛分而成。
优选的，粘结剂由37.5％～40％石蜡、10％～12％高密度聚乙烯、20％～25％聚丙烯和27.5％～28％硬脂酸混合形成。
将得到的储油仓5粘连到轴瓦3上并安装上密封盖11，最终与钢制的轴承底座1和轴承盖2安装连接后，得到完整的滑动轴承。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种陶瓷注射成形滑动轴承，其特征在于：
包括轴承底座(1)、轴承盖(2)和轴瓦(3)，所述轴瓦(3)固设于所述轴承底座(1)和所述轴承盖(2)之间，轴颈(4)固设于所述轴瓦(3)内；所述轴瓦(3)上端中心部轴向向上延伸出储油仓(5)，所述储油仓(5)的底端设置有导油孔(6)，所述导油孔(6)连通所述轴瓦(3)的内侧壁；所述轴承盖(2)设置有顶孔(7)，所述顶孔(7)贯穿所述轴承盖(2)，所述储油仓(5)的顶端从所述顶孔(7)延伸出所述轴承盖(2)；所述储油仓(5)的顶部设置有密封槽(8)，所述密封槽(8)的槽底设置有注油孔(9)，所述注油孔(9)连通所述储油仓(5)的内部，所述注油孔(9)固设有注油芯(10)；所述密封槽(8)内转动贴合有密封盖(11)。
2.根据权利要求1所述一种陶瓷注射成形滑动轴承，其特征在于：
所述顶孔(7)下部设置有气腔(12)，所述气腔(12)周圈设置于所述储油仓(5)外周，所述气腔(12)下方为所述轴瓦(3)的外侧壁。
3.根据权利要求1所述一种陶瓷注射成形滑动轴承，其特征在于：
所述轴瓦(3)的外侧壁设置有多个凸块(13)；所述轴承盖(2)上设置有多个通孔(14)，所述通孔(14)贯穿所述轴承盖(2)；所述凸块(13)与所述通孔(14)适配卡插。
4.根据权利要求1所述一种陶瓷注射成形滑动轴承，其特征在于：
所述轴瓦(3)的两端径向向外延伸出限位环(15)。
5.根据权利要求1所述一种陶瓷注射成形滑动轴承，其特征在于：
所述轴瓦(3)内侧壁周圈设置有导油槽(16)，所述导油槽(16)与所述导油孔(6)连通。
6.根据权利要求5所述一种陶瓷注射成形滑动轴承，其特征在于：
所述导油槽(16)的槽口位置的两侧壁设置有圆角(17)；
两侧的圆角(17)之间的间距要小于所述导油槽(16)下部的两侧壁之间的间距。
7.根据权利要求1所述一种陶瓷注射成形滑动轴承，其特征在于：
所述密封盖(11)底端设置有凹槽(18)，所述凹槽(18)内固设有密封块(19)，所述密封块(19)伸出所述凹槽(18)的槽口；
所述密封盖(11)的侧壁上固设有密封圈(20)。
8.一种陶瓷注射成形滑动轴承的制造方法，其特征在于：
轴瓦(3)、储油仓(5)和密封盖(11)通过陶瓷注射成形，包括以下步骤：
步骤S00：按质量比为50wt％～80wt％陶瓷粉末和20wt％～50wt％粘结剂一通加入混炼机中以150～200℃、温度30～45rpm的条件下制成喂料；
步骤S10：在模压成形机上于模压温度150～200℃、模压压力20～200MPa的条件下将喂料模压成形，分别得到轴瓦、储油仓和密封盖的成形坯体；
步骤S20：将成形的坯体在三氯乙烯有机溶剂中于40～60℃下浸泡2～3h，干燥后，以100～200目的工业级活性炭粉末作为吸附剂于200～600℃下进行热脱脂，时间为6～8h；
步骤S30：将脱脂后的坯体放置于真空烧结炉内，在活性硅覆盖掩埋后以1300～1500℃温度下烧结；
步骤S40：采用电化学法将按质量配比为镍80～90wt％、二硫化钼10～20wt％的混合物包覆到SiC粉末上形成涂层材料；
步骤S50：通过表面技术将涂层材料分别喷涂到轴瓦(3)、储油仓(5)和密封盖(11)烧结成形的坯体表面，得到的形状、尺寸和精度符合要求。
9.根据权利要求8所述一种陶瓷注射成形滑动轴承的制造方法，其特征在于：陶瓷粉末由碳化硅颗粒和活性化合物按质量比10:1经过球磨，干燥，筛分而成。
10.根据权利要求8所述一种陶瓷注射成形滑动轴承的制造方法，其特征在于：
粘结剂由37.5％～40％石蜡、10％～12％高密度聚乙烯、20％～25％聚丙烯和27.5％～28％硬脂酸混合形成。
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