CN1145986A - 枢转的推力轴承装置 - Google Patents

Abstract

为稳定枢转推力轴承混合润滑状态，一转轴是通过直接施加金属元素和碳的双离子渗嵌的钢材料制成。所述转轴的离子渗嵌表面通过润滑油成分与轴承进入滑动接触。尤其是，直接渗嵌入转轴的金属元素是钛(Ti)，钛(Ti)的渗嵌量不小于2.5×10¹⁷dose(离子数/厘米²)，而碳的渗嵌量等于或大于钛(Ti)的渗嵌量。此外，构成转轴的钢材料具有不小于H_V500的维氏硬度，以及轴承的滑动部分是用具有不小于H_V550的维氏硬度的金属或陶瓷制成。

Description

枢转的推力轴承装置

本发明一般涉及一种可理想地用于心轴电动机等的枢转推力轴承装置。

从磁盘装置领域中的记录数据的高速记录和高密集度特点的技术背景看，对能够完成高精度和高速度运行的心轴电动机的需求已经在增加中。

根据高精度和高速度的要求，就必需要抑制心轴电动机的转轴在其轴向上的老化状位错。为此，通常是用流体径向轴承支承转轴。即使在用推力轴承支承转轴的这种情况时，为了抑制转轴在轴向上的老化状位错，仍提出了一种利用响应于转轴旋转的润滑油液压力所产生的动压力保持一种非接触滑动状态的技术，如在1994公布的已公开日本专利申请第HEI6-38442号中所揭示的那种技术。通过利用响应于转轴旋转的润滑油液压力产生动压力保持非接触的滑动状态，如已公开日本专利申请第HEI6-38442号中所揭示，将是一种理想的润滑状态。然而，当介于两固体件之间的润滑油油膜的厚度减小到所述固体件的表面粗糙度的程度时，就存在一种可能性，即面对的固体件可能在它们的滑动表面的一些地方相互进入直接接触，因而在相接触处之间所产生磨损量，与流体润滑状态的相比明显地增大；这样一种状态一般称为边界润滑状态。

在一个实际的滑动表面上，作用在轴向上的负荷是借助转轴从一从动件，例如一磁性记录录音机构，作用到推力轴承上。因此，即使是采用流体轴承，所获得的实际润滑状态仍将是一种在一定程度上复杂地包含边界润滑状态的多少混合的润滑状态。因此，实际上，要实现可以通过与轴旋转相适应的润滑油液压力产生一稳定动压力的理想的流体推力轴承以便保持非接触的滑动状态是不可能的。

因此，鉴于在已有技术中所遇到的上述这些问题，本发明的一个主要目的是提供这样一种新颖而优良的枢转推力轴承装置，它可以通过阻止转轴在其轴向上产生位错稳定一种混合润滑状态并还可以减小其位移，以便满足例如驱动磁盘装置等的心轴马达的高精度和高速度或低能耗的需要。

为了实现上述及有关的目的，本发明提供一种枢转的推力轴承装置，它包括一根用钢材料制成的旋转轴，具有被施加有金属元素和碳的直接离子渗嵌的一个离子渗嵌表面。转轴的离子渗嵌表面通过润滑油成分而与轴承进入滑动接触。具体地说，被渗嵌入转轴的金属元素是钛(Ti)，以及钛的渗嵌量要不小于2.5×10¹⁷配料dose(离子数/厘米²)，而碳的渗嵌量要等于或大于钛(Ti)的渗嵌量。

按照本发明的较佳实施例的特点，较为理想的是构成转轴的钢材料具有不小于H_v500的维氏硬度，而轴承滑动部分是通过润滑油成分与转轴的离子渗嵌表面进入滑动接触且由具有不小于H_v550的维氏硬度的金属或陶瓷制成。

另外，较为理想的是构成转轴的钢材料是不锈钢(SUS420J2)。而钢材料的离子渗嵌表面的离子渗入温度在进行离子渗嵌时不高于525℃。

再有，较理想是轴承的滑动部分是用具有Si_6－0.75xAl_0.07xO_xN_8－x(X≤6)的成份和具有不小于H_v1300的维氏硬度的SIALON制成。

从下面结合附图所作的详细说明中可以更为清楚地看出本发明的上述及其它的目的、特点和优点，在这些附图中：

图1是示出在离子渗嵌时的离子嵌入表面温度的测量数据的曲线图；

图2是示出不锈钢SUS420J2的退火温度与硬度之间的关系的曲线图；

图3是示出钛(Ti)渗嵌量给予磨损特点影响的曲线图；

图4是示出滑动部分材料的硬度给予摩擦系数的影响的曲线图；

图5A是表示在离子渗嵌时安装转轴的一第一种方法的视图；

图5B是表示在离子渗嵌时安装转轴的一第二种方法的视图；以及

图6是示出当转轴材料是SUS420J2时用旋转调节方法给序摩擦系数的影响的曲线图；

如于1995年提交的在先日本专利申请第HEI7-52133号中所揭示的，本申请的发明人已经提出一种可以抑制心轴马达的转轴的轴向位错以在电动机轴承装置中稳定在混合润滑条件F′的滑动状态的轴承装置。按照这种技术，一转轴是用含有一种金属元素和碳的钢材料制成，这种金属元素选自构成周期表中的IV_a、V_a和VI_a组中的一组，而所述金属元素和碳则直接地被离子渗嵌进所述钢材料中以便转轴的离子渗嵌表面通过润滑油成分与轴承件进入滑动接触。

然而，在混合润滑状态时的比磨损量尽管其值可能是被抑制在小于10^-11毫米²/牛顿(mm²/N)的范围内但仍具有较大位移。关于被渗嵌进转轴的钛(Ti)数量的影响以及转轴材料和轴承的滑动部分的材料的硬度的影响，它们的许多影响因素仍不清楚。

一般，渗嵌配量(dose)是由在离子渗嵌时电子束电流与处理的时间的乘积来确定的。当10^-18至10²⁰dose(离子数/厘米²)的高密度元素被离子渗嵌时，通常是必需增加或是电子束电流或者是处理时间。此外，由于腔的内部保持在10^-6至10^-8乇(Torr)的高真空状态，腔内部的热幅射效率较低。因此，靠近离子渗嵌部分的温度提高到很高的温度。如果转轴是用淬火材料制成，由于温度在离子渗嵌部分附近处的升高而使材料的硬度产生不希望有的降低，因此就有可能使转轴进行退火处理。

例如，假定外径为3毫米、长度为60毫米并且硬度为H_v651的不锈钢(SUS420J2)的端面被加工成具有4毫米半径的球面。当用在先日本专利申请第HEI7-52133号中所揭示的方法将离子束(15毫安的电子束流)连续地放射到不锈钢(SUS420J2)的端面上时，离子渗嵌表面的温度如图1所示达到430℃而硬度如图2所示减小到H_v551。

当转轴材料的硬度不变时，则从在先日本专利申请第HEI7-52133号的揭示中明显地看出离子渗嵌的修改表面的耐磨性得到改善。然而，关于转轴材料的硬度给予滑动特性的影响，许多情况仍是不能断定的。因此，在设定离子渗嵌的条件时，就必需弄清是相对于离子渗嵌表面温度而言究竟需要哪一种渗嵌。

鉴于上述情况，本发明建议通过具体说明关于钛(Ti)的渗嵌量、用于转轴和轴承的滑动部分的材料的硬度以及在离子渗嵌时转轴材料和离子渗嵌表面温度的最佳范围来实现一种稳定的滑动状态。

更具体地说，本发明提供一种枢转的推力轴承装置，它包括一用含有金属元素和碳的钢材料制成的转轴，金属元素和碳被直接地离子渗嵌入钢材料(转轴)中。而转轴的离子渗嵌表面通过润滑油成分与轴承进入滑动接触。尤其是，被直接渗嵌入转轴的金属元素是钛(Ti)，并且钛(Ti)的渗嵌量不小于2.5×10¹⁷配量(离子数/平方厘米)，而碳的渗嵌量是等于或大于钛(Ti)的渗嵌量。

较为理想是，构成转轴的钢材料的维氏硬度不小于H_v500，而通过润滑油成分与转轴的离子渗嵌表面进入滑动接触的轴承滑动部分是用具有不小于H_v500的维氏硬度的金属或陶瓷制成。另外，构成转轴的钢材料是不锈钢(SUS420J2)。轴承的滑动部分是用具有Si_6－0.75xAl_0.075xO_xN_8－x(X≤6)的组分和不小于H_v1300的维氏硬度的SIALON制成。

再有，当本发明的离子渗嵌的转轴是用不锈钢(SUS420J2)制成时，则较为理想是在进行离子渗嵌时这种钢材料的离子渗嵌温度不大于525℃。

按照本发明介于转轴和轴承之间的润滑油成分是矿物油族或人造油族碳氢基油，它们含有适量的添加剂，例如粘度指数改进剂、极端压力添加剂、氧化抑制剂、凝固点提高剂、消沫剂，所述添加剂用作普通的轴承油。另外，还可以含有或使用润滑脂或粉剂，所述粉剂具有如石墨、二硫化钼和硼氮(BN)的层晶格结构，或如铟、铜和铅的金属薄膜。支配混合的润滑状态的润滑油成分的详细成分应根据结构和运行的电动机的实际负载条件适当地确定。

还可以将轴承部分以一种复杂结构布置，该结构具有不小于H_v550的维氏硬度的金属或陶瓷和容易机加工的材料，其中金属或陶瓷仅限于滑动部分。

下面将较详细地说明本发明。

首先说明的是对用于电动机的枢转推力轴承装置的转轴渗嵌进钛的数量对滑动性能具有哪一种影响，所述电动机用于使转轴通过润滑油在轴承上产生滑动。

在改善表面修改层的耐磨性方向，钛(Ti)离子和碳离子渗进入钢材料的这种双离子渗嵌的作用已在1995年提交的在先日本专利申请第HEI7-52133中予以揭示。

另外，根据本申请的发明人的研究，已发现通过钛(Ti)离子和碳离子的双离子渗嵌可获得极理想的摩擦系数。更具体地说，当一不锈钢(SUS420J2)销的未修改端面处于混合的润滑状态(此时轴向负荷为50克力，滑动速度是8×10^-3米/S，而PV值是2.5牛/毫米²·米/秒)下在圆盘状SIALON上滑动时，可获得摩擦系数是0.06。在这种情况时，不锈钢(SUS420J2)销具有3毫米的外径，而其端面构制成具有4毫米的半径的球面。在另一方面，当钛(Ti)离子以5×10¹⁷配量(离子数/厘米²)渗嵌到该销的端面上的及接着碳离子以1.2×10¹⁸配量(离子数/厘米²)渗嵌时，则在相同滑动状态下可获得的摩擦系数是在0.02至0.03的一个稳定范围内。

此外，转轴是用不锈钢(SUS420J2)制成，它具有3毫米的外径和具有4毫米的半径的非修改球端面，而轴承是用圆盘状的SIALON制成。然后，使用这些转轴和轴承，在混合的润滑状态下，心轴电动机在60克力的轴向负荷下以5400转/分的转速被驱动运行300小时。结果是，在此试验过程中所产生的转轴的轴向位错是14.8微米。相反，当钛(Ti)离子以5×10¹⁷配量(离子数/厘米²)渗嵌在转轴的端面上并接着以1.2×10¹⁸配量(离子数/厘米²)渗嵌碳离子情况下，转轴的轴向位错减小到1.4微米。

如上所述，通过施加钛(Ti)离子和碳离子的双离子渗嵌，在钢材料上形成一表面修改层，当该表面修改层在混合润滑状态下，在相对抗的材料上滑动时可减小摩擦系数并稳定地提供小的比磨损量是很有效的。

钛(Ti)的渗嵌量对该修改层中的组分比起作用；因此，它对滑动性能给予影响。

在本说明中，上述的PV值是代表作用在轴承上的负荷的一个指标，它是通过一平均的滑动表面压力与平均的滑动速度的乘积计算出。所述平均的滑动表面压力是通过轴向负荷除以由赫芝的接触理论公式导出的接触圆面积而获得的一个值。所述的平均滑动速度等于从赫芝的接触理论公式所获得的接触圆的圆周的长度与转速的乘积的一半。

在本发明中，被渗嵌入转轴的钛(Ti)渗嵌量的下限值设定为2.5×10¹⁷dose(离子数/厘米²)的理由在于当钛(Ti)渗嵌量不小于此值时转轴的轴向位错的位移量可确实被抑制并且可稳定地获得小的比磨损量。

接着将说明通过转轴材料和轴承的滑动部分材料的硬度给予滑动性能何种影响。

如上所述，所述的混合润滑状态趋向于在固体件之间的滑动表面中的一定部位产生直接的接触。根据粘性理论，实际接触面积是与负荷成成正比而与硬度成反比。因此，当负荷不变时，实际接触面积是随着转轴和轴承的硬度的增大而减小。减小固体接触面积与表观接触面积之比导致润滑状态转变为流体润滑状态，从而减小摩擦系数。

在另一方面，可以确定本发明的枢转推力轴承装置可以当摩擦系数不大于0.07时提供不大于10^-11毫米²/牛顿的比磨损量。

在本发明中，转轴材料硬度的下限值设定成H_v500和轴承的滑动部分的硬度的下限值设定为H_v500的理由是当硬度小于这些值时可使固体接触面积与表观接触面积之比增大因而摩擦系数变成大于0.07。

此外，本发明中所采用的SIALON硬度的下限值设定为H_v1300的理由是硬度低于此值的SIALON实际是不可能获得的。

接着说明当转轴的端面经受离子渗嵌时，离子渗嵌表面温度给予滑动性能何种影响。

当转轴用淬火材料制成时，就存在一种可能性，即在离子渗嵌部分附近的温度升高可能会使淬火材料部分地退火，从而减低材料的硬度。例如，在不锈钢(SUS420J2)的情况时，如图2所示维氏硬度是随着退火温度提高而减小。由于在转轴的离子渗嵌部分附近的温度提高而引起的硬度减小就可以如上所述在混合的润滑状态时增大摩擦系数因而增加摩损量。

在本发明中将不锈钢(SUS420J2)用于转轴以及在离子渗嵌时离子渗嵌表面温度的上限值限定于525℃的理由是在于，如图2中清楚地所示，在离子渗嵌部分附近的硬度变得比转轴材料的上述硬度下限值H_v500小。

如上所述，本发明直接地将金属元素离子和碳离子渗嵌入转轴的钢材料中以使在混合的润滑状态时通过润滑油成分使转轴的离子渗嵌表面与轴承材料进入滑动接触，由此可以实现抑制转轴在轴向上的位错而减小位错的位移量，因而获得稳定的耐磨性。

下面将参照附图说明本发明的一些实施例。

[转轴的滑动]

从磁盘装置领域中记录数据的高速记录和高密集度所代表的技术背景看，对心轴电动机要求是，在负荷为60克力、转速为5400转/分及旋转时间为10,000小时的条件下，转轴的轴向位错要抑制在小于40微米的较小值范围内。

当具有半径为4毫米的球端面的转轴在60克力的负荷时与由SIALON制成的圆盘状推力轴承弹性地接触时，从赫芝的接触理论公式出发假定接触圆的半径为24微米，则在轴向端面的中心上的最大接触表面压力为45公斤力/毫米²，而转轴的下沉量为0.11微米。根据这样一种推力轴承，要通过响应于轴的旋转利用润滑油的液压力产生一种稳定动压力以实现非接触状态是不可能的。因此，转轴的滑动状态是处在混合润滑状态。另外，当在转速为5,400转/分、及旋转时间为10,000小时转轴的轴向位错是40微米时，则大致地假定在最后的滑动状态时在转轴和推力轴承之间的接触圆的半径为540微米，磨损量是0.02立方毫米以及平均滑动半径为200微米。因此，有必要使比磨损量小于10^-11平方毫米/牛顿。

[离子渗嵌装置]

将离子渗嵌入转轴的端面上是采用在1995年提交的在先日本专利申请第HEI7-52133号中所揭示的MEVVA型离子束发生装置完成的。钛(Ti)或碳的阴极材料通过在10^-6至10^-8乇(Torr)的真空条件下发生弧光放电被蒸发或汽化，直到被蒸发的粒子被电离为止。然后，经电离的粒子通过施加高电压的栅极加速并作为离子束被取出并被渗嵌到转轴的钢材料中。

(实施例1)

钛(Ti)的渗嵌量确定在该修改层中的组分比；因此，它给予滑动性能以影响。

[样品的调整]

用于本实施例的样品是一离子渗嵌的转轴，它是用不锈钢(SUS420J2)制成，具有3毫米的外径及带有4毫米半径的球端面，球端面被施加有钛(Ti)离子和碳离子的双离子渗嵌。其端面的表面粗糙度设定为R_max＝0.3至1.1微米。转轴端面的表面粗糙度通常设定在R_max＜0.5微米的范围内。材料的硬度为H_v651。

钛(Ti)的渗嵌量设定为1×10¹⁷、2.5×10¹⁷和5×10¹⁷dose(离子数/厘米²)中之一，而碳的渗嵌量固定为1.2×10¹⁸dose(离子数/厘米²)。

另外，推力轴承是用圆盘状的SIALON制成。滑动表面的表面粗糙度设定在R_max＜0.1微米的范围内。硬度是H_v1590。

此外，润滑油是含有等于重量3％的硬脂酸的丁基酯(butylester)添加剂的二[2-乙基]己基癸二酸盐(Di-2-ethyl hexylsebacate(M_w 426，η₄₀11.3cps)。

[滑动试验]

图3示出在混合的润滑状态下，轴向负荷为60克力、转速为5400转/分和旋转时间为3300小时的条件下心轴电动机被驱动时转轴的轴向位错(n＝5)。

如图3所示，当钛(Ti)渗嵌量是1×10¹⁷dose(离子数/厘米²)以及在钛(Ti)渗嵌量为2.5×10¹⁷或5×10¹⁷dose(离子数/厘米²)情况下不大于1×10^-12平方毫米/牛顿时，根据离子渗嵌的转轴在已运行3300小时时的轴向位错计算出的比磨损量不大于2.5×10^-12毫米²/牛顿。在任何情况下，比磨损量不大于1×10^-11毫米²/牛顿。

此外，当钛(Ti)渗嵌量超过2.5×10¹⁷配量(离子数/厘米²)时，支配润滑状态的滑动表面的表面粗糙度的影响减小，因而比磨损量是稳定在不大于1×10^-12毫米²/牛顿的范围内。

因此，本发明的枢转推力轴承装置可以抑制由滑动面的表面粗糙度增大，例如，由于在转轴的机加工过程中产生的损伤存在而导致的不正常的磨损。这样，抑制在电动机运行中的任何突然变化就成为可能，从而提高了电动机的质量。

(实施例2)

用于转轴和轴承的滑动部分的材料的硬度在确定混合润滑状态下的摩擦系数时是起决定性作用的。

[样品的调整]

本实施例中的样品销轴是用不锈钢(SUS420J2)制成，其外径为3毫米并且具有半径为4毫米的、施加钛(Ti)离子和碳离子的双离子渗嵌的球端面。端面的表面粗糙度设定在R_max＜0.15微米的范围内。此外，材料的硬度通过热处理被调整到H_v500。

钛(Ti)的渗嵌量设定在5×10¹⁷dose(离子数/厘米²)，而碳的渗嵌量设定在1.2×10¹⁸dose(离子数/厘米²)。

此外，用于本实施例中的相对抗的材料是圆盘状SIALON(H_v1590)、碳素工具钢(SK2：H_v660)、用于冷冲模的合金工具钢(SKD11：H_v730)及不锈钢(SUS304：H_v240)。滑动表面的表面粗糙度设定在R_max＜0.2微米的范围内。

此外，润滑油是含有等于重量3％的硬脂酸的丁基酯添加剂的二[2-乙基]己基癸酸盐(M_w426，η₄₀11.3cps)。

[滑动试验]

在垂直负荷为50克力、滑动速度为8×10^-3米/秒以及PV值为2.5(牛/毫米²·米/秒)的混合润滑状态下，通过产生一往复的滑动运动来进行摩擦试验。图4示出由该试验得到的在用于轴承的滑动部分的材料的摩擦系数和硬度之间的关系。

如图4所示，当转轴材料具有H_v500硬度时，摩擦系数随轴承的滑动部分材料硬度的增大而减小。此外，当轴承的滑动部分材料具有不小于H_v550的硬度时，摩擦系数就变成小于0.07以及所获得的比磨损量不大于10^-11毫米²/牛顿。特别是，当具有小摩擦系数0.021的SIALON用作承受盘形件时，根据离子渗嵌转轴的轴向位错(8微米)计算出的比磨损量在转轴已运行5,200小时时是1×10^-12平方毫米/牛顿，作为类似于实施例1的一个滑动试验的结果。

因此，在复杂地含有边界润滑状态和固定体接触状态两者的混和润滑状态时，就可以阻止转轴在轴向上产生位错，由此提供稳定而耐久的耐磨性。

(实施例3)

[样品的调整]

如图5A所示，总共80根不锈钢(SUS420J2)的杆子(共每根具有3毫米的外径和半径4毫米的球端面)密捆在一起并用线材3固定成一转轴捆1。该转轴捆1置放在由在具有冷却功能的样品台2上的有效离子束放射半径(φ270毫米)所确定的一个预定的区域内。然后，将钛(Ti)离子和碳离子的双离子渗嵌施加到转轴的端面上，由此获得体现本发明特点的离子渗嵌转轴。

钛(Ti)的渗嵌量是设定为5×10¹⁷dose(离子数/厘米²)，而碳的渗嵌量设定为1.2×10¹⁸dose(离子数/厘米²)。离子束电流对于两种元素都为15毫安。端面的表面粗糙度调整到R_max＜0.15微米的范围内。根据测量数据，转轴捆的离子渗嵌表面材料在其中央(A)和最外端(B)上的维氏硬度均为H_v606。即，关于硬度，在转轴捆的径向上看不出有任何的不同。可以相信这种现象是由转轴捆的径向上的较小的温度梯度而产生的，由于腔内部保持在10^-6至10^-8乇(Torr)的高真空状态，因而热幅射效率非常小。

图5B示出一对比的例子1，根据此例具有与图5A的杆相同构形的一根不锈钢(SUS420J2)杆4，杆通过一硅橡胶传热薄板6被一热传导材料5复盖。不锈钢组件借助螺钉7被固定在样品台2上，以便置放在由有效离子束放射半径(φ270毫米)确定的区域内。以及，离子渗嵌是用相同种类和相同量的离子完成。不锈钢的离子渗嵌表面的最后维氏硬度为H_v651。

如一对比例2所示，具有与图5A的杆相同构形的一根不锈钢(SUS420J2)杆在不大于525℃的温度下经受热处理，随后按图5A所示方法置放在样品台2上，由有效离子束放射半径(φ270毫米)所确定的区域内。然后，离子渗嵌用相同种类和相同数量的离子完成。不锈钢的离子渗嵌表面的最后的维氏硬度是H_v500。

另外，用在本对比列2中的对抗的材料是圆盘状的SIALON(H_v1590)。滑动面的表面粗糙度被调整到在R_max＜0.1微米的范围内。

此外，用于这个对比例子2中的润滑油是含有等于重量3％的硬脂酸的丁基酯添加剂的二[2-乙基]己基癸二酸盐(M_w426，η₄₉11.3cps)。

[滑动试验]

图6示出当垂直负荷为150克力、滑动速度为6.4×10^-2米/s，及PV值为28.8(牛/毫米²·米/秒)，在混和的润滑条件下，通过往复的滑动所进行的摩擦试验的结果。

如图6所示，在试验的开始时存在摩擦系数随着离子渗嵌表面的硬度减小而变大的趋势，然而，在全部样品中摩擦系数随着时间推移而减小并最终稳定在0.05上。

此外，当轴向负荷为60克力和转速为5，400转/分的一心轴电动机在混合的润滑状态时被驱动300小时，在所有样品中根据转轴的轴向位错(0.3至0.4微米)计算出的比磨损量(n＝3)不大于1×10^-12毫米²/牛顿。

如上所述，当转轴是用不锈钢(SUS420J2)制成并且在进行离子渗嵌时钢材料的离子渗嵌表面的温度设定在不大于525℃的范围内时，就可以在混和的润滑状态时阻止转轴在轴向上的位错。

如上所述，在这样的布置中，即直接对钢材料表面施加离子渗嵌而制成的转轴处在复杂地含有复杂的边界润滑状态和固体接触状态的混合的润滑状态时通过润滑油与轴承进入滑动接触，本发明通过规定有关钛(Ti)渗嵌量、用于转轴和轴承的滑动部分的材料的硬度和在在离子渗嵌时转轴材料和离子渗嵌表面的温度的最佳范围就可以实现一种稳定的滑动状态。此外，本发明还可以抑制例如由于在转轴的加工过程中所产生的损伤存在而引起的滑动面的表面粗糙度增大所导致的任何不正常磨损。这样，就可以抑制在电动机运行中的任何突然变化，从而提高了电动机的质量。

虽然上述实施例揭示了装在一磁盘装置上的高速心轴电动机，但本发明的枢转推力轴承可以广泛地应用在包括驱动印刷机和其它与速旋转装置的多棱镜的光轴电动机的种种装置上。

由于在不违背本发明的基本特点的精神情况下，本发明还可以多种形式予以实施，因此上述的实施例只是旨在说明而不是限制，由于本发明的范围是由所附权利要求书限定而不是由前面对这些实施例的说明所限定的，因此落在权利要求书的边界范围内的所有变动或这样的边界范围内的等价物都要被包括在权利要求书内。

Claims (5)

1.一种枢转的推力轴承装置，它包括：

一用钢材料制成的转轴，它具有施加金属元素和碳的直接离子渗嵌的一离子渗嵌表面，所述转轴的离子渗嵌表面通过一润滑油成分与轴承进入滑动接触，其特征在于：

被渗嵌入所述转轴的金属元素是钛，所述钛(Ti)的渗嵌量不小于2.5×10¹⁷dose(离子数/厘米²)，而所述碳的渗嵌量是等于或大于所述钛(Ti)的渗嵌量。

2.如权利要求1所述的枢转推力轴承装置，其特征在于，构成所述转轴的钢材料具有不小于H_v500的维氏硬度，通过所述润滑油成分与所述转轴的离子渗嵌表面滑动接触的所述轴承的滑动部分是用具有不小于H_v550的维氏硬度的金属或陶瓷制成。

3.如权利要求1所述的枢转推力轴承装置，其特征在于，构成所述转轴的钢材料是不锈钢(SUS420J2)。

4.如权利要求1所述的枢转推力轴承装置，其特征在于，在进行离子渗嵌时所述钢材料的离子渗嵌表面的离子渗嵌温度不大于525℃。

5.如权利要求2所述的枢转推力轴承装置，其特征在于，所述轴承的滑动部分是用SIALON制成，其成分是Si_6－0.75xAl_0.07xO_xN_8－x(X≤6)而其维氏硬度不小于H_v1300。

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