CN114635924B - 一种耐磨轴承内圈的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轴承制造生产的技术领域，公开了一种耐磨轴承内圈的制造方法，包括加热轴承内圈胚体，将胚体氧化发黄，快速升温，在氖环境中对胚体感应淬火，再清洗胚体、干燥，将胚体浸入第一组合物中，干燥得第一涂层，再将第二组合物均匀涂覆于第一涂层表面，得第二涂层，随后低温固化、高温后固化，最后在第二涂层表面涂覆标识层。本发明通过向轴承内圈上涂覆能形成致密网络结构的第一涂层和第二涂层，并且通过偶联剂作用可以使得第一涂层与第二涂层结合更为紧密，保证轴承内圈在增强耐磨性能的同时涂层还不易剥落。
Description
技术领域
本发明涉及轴承制造生产的技术领域，尤其涉及一种耐磨轴承内圈的制造方法。
背景技术
轴承是现代机械设备中一种重要的零部件，主要的功能是用以支撑机械旋转体，降低其运动过程中产生的摩擦系数，并保证其回转精度，因此轴承在工作时，轴承内圈与滚动体间的内部摩擦、轴承内圈与其他设备的外部摩擦等，都使得轴承内圈一直在被磨损，轴承的精度稳固性将会降低，运用寿命也会相应简短，会影响整套成型设备的使用。
发明内容
为了能够改善轴承内圈的耐磨等性能，本发明的技术方案提供了一种耐磨轴承内圈的制造方法。技术方案如下：
本发明提供了一种耐磨轴承内圈的制造方法，包括以下步骤：
S1：缓慢加热内圈胚体，加热速度为7.2～9.17℃/min，直至胚体的温度达到165～178℃；
S2：将胚体进行氧化发黄；
S3：将氧化发黄后的胚体快速升温至860℃以上，并控制在860～980℃之间，在氖环境中对胚体进行感应淬火；感应淬火采用油冷与空冷结合的方式，在油冷中保持3～13秒后提出冷却油进行空冷，保持空冷15～25秒后再次进行油冷，循环4次；
S4：在30℃下采用碱性液体清洗经感应淬火后的胚体，并保持25℃的环境温度自然干燥，重复清洗干燥3次；
S5：制备第一组合物，将清洗过后的胚体浸渍入第一组合物中，干燥，得到第一涂层；
S6：制备第二组合物，将第二组合物均匀涂覆到第一涂层表面，干燥，得到第二涂层；
S7：对第一涂层和所述第二涂层进行固化处理。
优选的，第一组合物的组分按照重量份数计包括：5～15份改性有机硅树脂、5～10份聚酰胺树脂、70～80份环氧树脂、15～30丙酮、0.5～2份硅烷偶联剂、5～10份增强剂、0.5～1份固化剂。
优选的，改性有机硅树脂采用氨基环氧基共改性有机硅树脂、烷氧基羧基改性有机硅树脂中的一种。
优选的，增强剂采用金属氧化物、粉末纤维素、硅藻土、玻璃纤维、矿物粉中的一种或几种。
优选的，固化剂采用硅酮改性酚醛树脂、酸酐、氨基树脂、双氰胺、酰肼中的一种。
优选的，第二组合物的组分按照重量份数计包括：67～80份玻璃纤维硅树脂、10～20份甲苯、10～20份碳化钨合金、1～2份偶联剂、0.5～1份固化剂。
优选的，偶联剂采用硅烷偶联剂、钛酸酯中的一种。
优选的，固化处理采用预先低温固化，温度控制在20～40℃，再高温后固化，温度控制在130～180℃。
优选的，步骤S5中的碱性液体包括15％氢氧化钠溶液、甜菜碱型两性表面活性剂。
优选的，还包括步骤S8：在第二涂层表面涂覆标识层。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)通过向轴承内圈表面涂覆能形成致密网络结构的第一涂层，可以初步增强轴承内圈的耐磨性能，并且第一涂层中的聚酰胺/有机硅改性环氧树脂对轴承内圈金属的附着力强，不易被剥落；再通过向第一涂层上喷涂含有碳化钨合金、玻璃纤维硅树脂，可以再次增强轴承内圈的耐磨性能，并且第二涂层中的偶联剂可以将第一涂层表面活性基团与第二涂层结合，使得两个涂层结合得更加紧密，保证轴承内圈在增强耐磨性能的同时涂层还不易剥落。
2)通过向第二涂层上涂覆标识层对轴承进行内部分类，可以改善现有技术中单纯将标识钢印在轴承内圈上可能会对轴承造成应力损伤等，并且标识层还可以补涂，易于操作。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
本发明的一实施例，包括以下步骤：
缓慢加热轴承内圈胚体，加热速度为7.2～9.17℃/min，直至胚体的温度达到165～178℃；再将胚体进行氧化发黄；随后将氧化发黄后的胚体快速升温到860℃以上，并且将温度控制在860～980℃之间，在氖环境中对该胚体进行油冷与空冷结合的方式来感应淬火，即在油冷中保持3～13秒后提出冷却油进行空冷，保持空冷15～25秒后再次进行油冷，循环4次；再在30℃下采用碱性液体清洗该胚体，并保持25℃的环境温度自然干燥，重复清洗干燥3次；其中，碱性液体可以包括15％氢氧化钠溶液、甜菜碱型两性表面活性剂等。
将第一组合物中的各组分混合，350～450转/分搅拌10～20分钟，搅拌均匀后得到第一组合物，再将经由碱性液体清洗之后的胚体浸渍入第一组合物中，浸渍后再干燥，可以得到第一涂层；其中，第一组合物的组分按照重量份数计包括：5～15份改性有机硅树脂、5～10份聚酰胺树脂、70～80份环氧树脂、15～30份丙酮、0.5～2份硅烷偶联剂、5～10份增强剂、0.5～1份固化剂；其中，有机硅树脂可以采用氨基环氧基共改性聚二甲基硅氧烷、烷氧基羧基共改性聚二甲基硅氧烷等；增强剂可以采用金属氧化物、粉末纤维素、硅藻土、玻璃纤维、矿物粉中的一种或几种；固化剂可以采用硅酮改性酚醛树脂、酸酐、氨基树脂、双氰胺、酰肼中的一种；硅烷偶联剂可以为KH560等。
环氧树脂是比较常见的热固性树脂，由其制成的涂料一般附着力、耐腐蚀性等比较好，但由于其固化后交联密度比较高，因此会质地比较脆、耐冲击等性能比较差，而有机硅树脂的柔韧性、高温稳定等性能比较好，经过氨基、聚醚基或烷氧基、羧基等改性的有机硅树脂表面的活性基团增多，这种改性有机硅树脂的加入可以提高涂层的韧性与对金属的附着力；聚酰胺树脂的加入可以使得环氧树脂的粘结性、韧性、表面光洁性得以提高；在硅烷偶联剂与固化剂的作用下，可以提高整个体系的相容性；而增强剂可以与树脂间紧密结合而显著提高第一涂层的机械力学性能。故而，改性有机硅树脂、聚酰胺树脂与环氧树脂共混可以形成聚酰胺/有机硅改性的环氧树脂，导致第一涂层的韧性提高，与轴承内圈胚体金属之间的附着力增强，从而剥离强度得以提高，更不易被剥落下来。
随后，将第二组合物中的碳化钨合金加入球磨机中湿磨成粉末，再将该粉末与其他组分混合，400～500转/分搅拌10～20分钟，搅拌均匀后得到第二组合物，再将第二组合物均匀涂覆到胚体的第一涂层表面，干燥后可以得到第二涂层；其中，第二组合物的组分按照重量份数计包括：67～80份玻璃纤维硅树脂、10～20份甲苯、10～20份碳化钨合金、1～2份偶联剂、0.5～1份固化剂；其中，偶联剂可以为乙烯基三丁酮肟基硅烷或乙烯基三氯硅烷等硅烷偶联剂，也可以包括能用作粘合剂的钛酸酯类偶联剂；固化剂可以为酸酐类；可以得到第二涂层。
玻璃纤维硅树脂经固化后会形成一层非常牢固的薄膜，不会有气泡或者脱皮，韧性比较强；碳化钨合金的耐腐蚀、耐磨性能比较好；通过在第一涂层外涂覆该第二涂层，增强了轴承内圈的耐磨性能；偶联剂可以介于无机和有机界面之间，从而形成有机基体-偶联剂-无机基体的结合层，因此通过偶联剂的作用，可以将第二涂层与第一涂层的表面更紧密的结合起来，使得轴承内圈胚体金属上涂覆有两层致密的网络状膜结构，在增强轴承内圈涂层的剥离强度的时候还能提高耐磨性能。
再将涂覆有第一涂层和第二涂层的胚体先低温预固化，控制温度保持在20～40℃，再高温后固化，控制温度保持在130～180℃，第一涂层的膜厚为0.08～0.12mm；最终在第二涂层上再涂覆一层标识层，比如数字标识以用来公司内部进行轴承的分类，不似以往直接钢印在轴承内圈上会对轴承造成应力损伤，并且还可以补涂，易于操作。
实施例1
一种耐磨轴承内圈的制作方法，步骤包括：
缓慢加热轴承内圈胚体，加热速度为7.2℃/min，直至胚体温度达到165℃；将胚体进行氧化发黄，随后将胚体快速升温到860℃以上，温度控制在860～980℃之间；在氖环境中对胚体进行感应淬火，即在油冷中保持3秒后提出冷却油进行空冷，保持空冷15秒后再次进行油冷，循环4次；再在30℃下采用碱性液体清洗该胚体，并保持25℃的环境温度自然干燥，重复清洗干燥3次；再将该胚体浸渍入第一组合物中，干燥得到第一涂层；再将第二组合物均匀涂覆到第一涂层表面，干燥，得到第二涂层；随后先低温20℃固化，再高温130℃后固化；最后在第二涂层表面涂覆标识层即可，标识层可以为差别色标识或者数量条状颜料差别。
其中，第一组合物的组分按照重量份数计包括：5份改性有机硅树脂、10份聚酰胺树脂、78.5份环氧树脂、30份丙酮、0.5份硅烷偶联剂、5份增强剂、1份固化剂；第二组合物的组分按照重量份数计包括：70份玻璃纤维硅树脂、15份甲苯、10份碳化钨合金、1份偶联剂、0.5份固化剂。
经检测，第一涂层厚度为0.08～0.12mm，第二涂层厚度为0.1～0.15mm，在第一涂层与第二涂层充分干燥后，轴承内圈的摩擦系数为0.25，表面硬度达到3600HV，超过一般钢材涂层3200HV的强度，耐磨强度也随之提高。
双层涂层相互间的90°耐剥落强度为每平方厘米900N。
实施例2
一种耐磨轴承内圈的制作方法，步骤包括：
缓慢加热轴承内圈胚体，加热速度为9.17℃/min，直至胚体温度达到178℃；将胚体进行氧化发黄，随后将胚体快速升温到860℃以上，温度控制在860～980℃之间；在氖环境中对胚体进行感应淬火，即在油冷中保持13秒后提出冷却油进行空冷，保持空冷25秒后再次进行油冷，循环4次；再在30℃下采用碱性液体清洗该胚体，并保持25℃的环境温度自然干燥，重复清洗干燥3次；再将该胚体浸渍入第一组合物中，干燥得到第一涂层；再将第二组合物均匀涂覆到第一涂层表面，干燥，得到第二涂层；随后先低温40℃固化，再高温180℃后固化；最后在第二涂层表面涂覆标识层即可，标识层可以为差别色标识或者数量条状颜料差别。
其中，第一组合物的组分按照重量份数计包括：12.5份改性有机硅树脂、5份聚酰胺树脂、70份环氧树脂、15份丙酮、2份硅烷偶联剂、10份增强剂、0.5份固化剂；第二组合物的组分按照重量份数计包括：80份玻璃纤维硅树脂、20份甲苯、20份碳化钨合金、2份偶联剂、1份固化剂。
经检测，第一涂层厚度为0.10～0.14mm，第二涂层厚度为0.09～0.14mm，在第一涂层与第二涂层充分干燥后，轴承内圈的摩擦系数为0.28，表面硬度达到3700HV，超过一般钢材涂层3200HV的强度，耐磨强度也随之提高。
双层涂层相互间的90°耐剥落强度为每平方厘米880N。
实施例3
一种耐磨轴承内圈的制作方法，步骤包括：
缓慢加热轴承内圈胚体，加热速度为8.35℃/min，直至胚体温度达到172℃；将胚体进行氧化发黄，随后将胚体快速升温到860℃以上，温度控制在860～980℃之间；在氖环境中对胚体进行感应淬火，即在油冷中保持8秒后提出冷却油进行空冷，保持空冷20秒后再次进行油冷，循环4次；再在30℃下采用碱性液体清洗该胚体，并保持25℃的环境温度自然干燥，重复清洗干燥3次；再将该胚体浸渍入第一组合物中，干燥得到第一涂层；再将第二组合物均匀涂覆到第一涂层表面，干燥，得到第二涂层；随后先低温30℃固化，再高温155℃后固化；最后在第二涂层表面涂覆标识层即可，标识层可以为差别色标识或者数量条状颜料差别。
其中，第一组合物的组分按照重量份数计包括：11.2份改性有机硅树脂、8份聚酰胺树脂、72份环氧树脂、20份丙酮、1份硅烷偶联剂、7份增强剂、0.8份固化剂；第二组合物的组分按照重量份数计包括：67份玻璃纤维硅树脂、10份甲苯、15份碳化钨合金、2份偶联剂、1份固化剂。
经检测，第一涂层厚度为0.09～0.13mm，第二涂层厚度为0.08～0.13mm，在第一涂层与第二涂层充分干燥后，轴承内圈的摩擦系数为0.26，表面硬度达到3750HV，超过一般钢材涂层3200HV的强度，耐磨强度也随之提高。
双层涂层相互间的90°耐剥落强度为每平方厘米890N。
实施例4：
一种耐磨轴承内圈的制作方法，步骤包括：
缓慢加热轴承内圈胚体，加热速度为8.6℃/min，直至胚体温度达到175℃；将胚体进行氧化发黄，随后将胚体快速升温到860℃以上，温度控制在860～980℃之间；在氖环境中对胚体进行感应淬火，即在油冷中保持10秒后提出冷却油进行空冷，保持空冷18秒后再次进行油冷，循环4次；再在30℃下采用碱性液体清洗该胚体，并保持25℃的环境温度自然干燥，重复清洗干燥3次；再将该胚体浸渍入第一组合物中，干燥得到第一涂层；再将第二组合物均匀涂覆到第一涂层表面，干燥，得到第二涂层；随后先低温25℃固化，再高温170℃后固化；最后在第二涂层表面涂覆标识层即可，标识层可以为差别色标识或者数量条状颜料差别。
其中，第一组合物的组分按照重量份数计包括：15份改性有机硅树脂、5份聚酰胺树脂、73.5份环氧树脂、25份丙酮、1份硅烷偶联剂、5份增强剂、0.5份固化剂；第二组合物的组分按照重量份数计包括：69.7份玻璃纤维硅树脂、13份甲苯、18份碳化钨合金、1.5份偶联剂、0.8份固化剂。
经检测，第一涂层厚度为0.08～0.11mm，第二涂层厚度为0.11～0.14mm，在第一涂层与第二涂层充分干燥后，轴承内圈的摩擦系数为0.27，表面硬度达到3800HV，超过一般钢材涂层3200HV的强度，耐磨强度也随之提高。
双层涂层相互间的90°耐剥落强度为每平方厘米910N。
实施例5
一种耐磨轴承内圈的制作方法，步骤包括：
缓慢加热轴承内圈胚体，加热速度为7.8℃/min，直至胚体温度达到168℃；将胚体进行氧化发黄，随后将胚体快速升温到860℃以上，温度控制在860～980℃之间；在氖环境中对胚体进行感应淬火，即在油冷中保持9秒后提出冷却油进行空冷，保持空冷22秒后再次进行油冷，循环4次；再在30℃下采用碱性液体清洗该胚体，并保持25℃的环境温度自然干燥，重复清洗干燥3次；再将该胚体浸渍入第一组合物中，干燥得到第一涂层；再将第二组合物均匀涂覆到第一涂层表面，干燥，得到第二涂层；随后先低温35℃固化，再高温150℃后固化；最后在第二涂层表面涂覆标识层即可，标识层可以为差别色标识或者数量条状颜料差别。
其中，第一组合物的组分按照重量份数计包括：8.5份改性有机硅树脂、5份聚酰胺树脂、80份环氧树脂、28份丙酮、1份硅烷偶联剂、5份增强剂、0.5份固化剂；第二组合物的组分按照重量份数计包括：75份玻璃纤维硅树脂、18份甲苯、17份碳化钨合金、1.8份偶联剂、0.7份固化剂。
经检测，第一涂层厚度为0.11～0.15mm，第二涂层厚度为0.08～0.12mm，在第一涂层与第二涂层充分干燥后，轴承内圈的摩擦系数为0.26，表面硬度达到3750HV，超过一般钢材涂层3200HV的强度，耐磨强度也随之提高。
双层涂层相互间的90°耐剥落强度为每平方厘米890N。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种耐磨轴承内圈的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：缓慢加热内圈胚体，加热速度为7.2～9.17℃/min，直至所述胚体的温度达到165～178℃；
S2：将加热后的所述胚体进行氧化发黄；
S3：将氧化发黄后的所述胚体快速升温至860℃以上，并控制在860～980℃之间，在氖环境中对所述胚体进行感应淬火；所述感应淬火采用油冷与空冷结合的方式，在油冷中保持3～13秒后提出冷却油进行空冷，保持空冷15～25秒后再次进行油冷，循环4次；
S4：在22～30℃下采用碱性液体清洗经过所述感应淬火后的所述胚体，并保持20℃的环境温度自然干燥，重复清洗干燥3次；
S5：制备第一组合物，将清洗后的所述胚体浸渍入所述第一组合物中，干燥，得到第一涂层；
S6：制备第二组合物，将所述第二组合物均匀涂覆到所述第一涂层表面，干燥，得到第二涂层；
S7：对所述第一涂层和所述第二涂层进行固化处理；
所述第一组合物的组分按照重量份数计包括：5～15份改性有机硅树脂、5～10份聚酰胺树脂、70～80份环氧树脂、15～30份丙酮、0.5～2份硅烷偶联剂、5～10份增强剂、0.5～1份固化剂；
所述第二组合物的组分按照重量份数计包括：67～80份玻璃纤维硅树脂、10～20份甲苯，10～20份碳化钨合金、1～2份偶联剂、0.5～1份固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨轴承内圈的制造方法，其特征在于，所述改性有机硅树脂采用氨基环氧基共改性有机硅树脂、烷氧基羧基改性有机硅树脂中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨轴承内圈的制造方法，其特征在于，所述增强剂采用金属氧化物、粉末纤维素、硅藻土、玻璃纤维、矿物粉中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨轴承内圈的制造方法，其特征在于，所述固化剂采用硅酮改性酚醛树脂、酸酐、氨基树脂、双氰胺、酰肼中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨轴承内圈的制造方法，其特征在于，所述偶联剂采用硅烷偶联剂、钛酸酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨轴承内圈的制造方法，其特征在于，所述固化处理采用预先低温固化，温度控制在20～40℃，再高温后固化，温度控制在130～180℃。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨轴承内圈的制造方法，其特征在于，步骤S5中所述碱性液体包括15％氢氧化钠溶液、甜菜碱型两性表面活性剂。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨轴承内圈的制造方法，其特征在于，还包括步骤S8：在所述第二涂层表面涂覆标识层。
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