CN1888458A - 双金属实体轴承保持架及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及滚动轴承领域，尤其涉及一种双金属实体轴承保持架及其生产工艺。其基体采用铸造碳结钢ZG200－400和/或ZG230－450，其特征在于其兜孔位置内表面有铜合金的复合层。所述的铜合金的化学组分按重量百分比为铜Cu60％－66％，锌Zn25％－28％，铝Al4％－7％，锰Mn2％－4％，铁Fe2％－4％。其生产工艺的特征在于它采用热喷涂或铸造工艺在基体兜孔位置内表面复合铜合金。本发明将碳结钢良好的塑性、韧性和焊接性、价格低的优势与铜合金的可靠性大、耐磨性高、噪声小的特点相结合，在保证可靠的使用性能同时可以节约铜资源的消耗，降低成本。
Description
所属领域
本发明涉及滚动轴承领域，尤其涉及一种双金属实体轴承保持架及其生产工艺。
背景技术
目前市场上已有的实体轴承保持架分别为尼龙、碳结钢和铜合金材料制成。尼龙材料受轴承工作温度的影响较大，在高温条件下热膨胀系数大，强度低于碳结钢或铜合金；碳结钢的轴承保持架韧性好、价格低，但噪声大、使用寿命短、可靠性差；铜合金的轴承保持架使用寿命相对较长、噪声小、可靠性好于尼龙和碳结钢材料的轴承保持架，但铜合金材料的韧性稍差、价格偏高，特别是铜合金材料的大量消耗，倍受人们的关注。
发明内容
鉴于轴承保持架现有技术存在的问题，本发明旨在采用新的工艺方法，利用碳结钢材料的韧性好、价格低，铜合金材料的耐磨性好、噪音低、可靠性高、使用寿命长的优点采取冶金与机械加工相结合的方法制成双金属实体轴承保持架。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
一种双金属实体轴承保持架，其基体采用铸造碳结钢ZG200-400和/或ZG230-450，其特征在于其兜孔位置内表面有铜合金的复合层。
所述的铜合金的化学组分按重量百分比为
铜Cu 60％-66％
锌Zn 25％-28％
铝Al 4％-7％
锰Mn 2％-4％
铁Fe 2％-4％。
所述的铜合金复合层的厚度为1.5-3.5mm。
所述的双金属实体轴承保持架的生产工艺，包括钢基实体轴承保持架基体的成型加工和粗加工、双金属实体轴承保持架的热处理和精加工，其特征在于还包括基体兜孔位置内表面复合铜合金的工艺，其工艺步骤如下：
(1)钢基实体轴承保持架的基体成型加工：选用具有良好塑性、韧性和焊接性的铸造碳结钢，按实体轴承保持架的各种规格与型号采用精密铸造方法加工成铸造毛坯件；
(2)基体粗加工：用机械加工手段按工艺要求加工掉铸造余量，在兜孔位置加工到铜合金复合层厚度的等量尺寸；
(3)兜孔位置复合前处理：在兜孔位置的内表面做喷砂处理；
(4)铜合金的制备：将铜合金的原材料按比例熔炼、混合和/或采用制丝手段制成Φ1.5-Φ3mm焊料丝材；
(5)兜孔位置复合铜合金：采用热喷涂或铸造工艺将熔炼获得的铜合金复合到兜孔内表面；
(6)热处理：对双金属实体轴承保持架进行去应力退火；
(7)精加工：按工艺要求采用铣、镗、车、钻的加工手段对轴承保持架进行精加工，再用光饰机对双金属实体轴承保持架进行光整处理。
根据实体轴承保持架的直径大小，对于Φ400mm以下的实体轴承保持架，铜合金的复合采用热喷涂的工艺，即先将熔炼混合所得的铜合金用制丝手段制成Φ1.5-Φ3mm焊料丝材，采用专用的电弧喷涂设备，选用0.6-0.8Mpa的气压，150-200mm/s的走丝速度，在基体兜孔位置内表面连续喷涂铜合金材料。
根据实体轴承保持架的直径大小，对于Φ400mm以上的实体轴承保持架，铜合金的复合采用熔铸工艺，即将熔炼混合所得的熔融态的铜合金以熔铸的方法复合到兜孔内表面。
与现有技术相比，本发明的优点是显而易见的：采用碳结钢的轴承保持架由于其材料的可靠性差、耐磨性低、噪声大等问题不被用户所认同；而铜合金轴承保持架的铜消耗量大，价格太高，无论对生产企业还是使用客户都受到价格的影响。将碳结钢良好的塑性、韧性和焊接性、价格低的优势与铜合金的可靠性大、耐磨性高、噪声小的特点结合在一起生成的这种双金属实体轴承保持架不仅可以节约铜资源的消耗，降低成本；同时由于双金属实体轴承保持架的性能得到提高，将会对大型或工况条件要求很高的轴承提供可靠的保证，它将是替代铜合金实体轴承保持架的具有长远市场价值的产品。
附图说明
本发明附图3张，其中
图1是本发明所述的双金属实体轴承保持架的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图2的B-B剖视旋转图。
图中，1、碳结钢基体2、铜合金复合层。
具体实施方式
实施例1Φ400mm以下的双金属实体轴承保持架及其生产工艺
(1)基体1的成型加工和粗加工。如图1所示，采用具有良好的塑性、韧性和焊接性的碳结钢ZG200-400牌号的材料，采用精密铸造的工艺方法按实体轴承保持架的各种规格与型号加工成铸造毛坯件，再通过车、铣、钻、镗等机械加工手段按工艺要求加工掉铸造余量，滚动体兜孔处是铜合金的复合部位，应加工到铜合金层复合后要求厚度的等量尺寸，约1.5-3.5mm。
(2)基体兜孔位置内表面复合铜合金的工艺。如图2和图3所示，先将金属材料按铜Cu60％-66％、锌Zn25％-28％、铝Al4％-7％、锰Mn2％-4％、铁Fe2％-4％的比例熔炼并混合，熔炼温度为1080℃-1120℃。再用制丝手段制成可供喷涂使用的Φ1.5-Φ3mm焊料丝材。再把经过复合前喷砂处理的轴承保持架的基体于兜孔内表面采用专用的电弧喷涂设备进行铜合金热喷涂，喷涂时选用0.6-0.8MPa的气压，走丝的速度为150-200mm/s，连续在表面摩擦位置喷涂铜合金材料，至铜合金层2厚度为1.5-3.5mm时为止。
(3)双金属实体轴承保持架去应力退火和精加工。在双金属材料复合后进行退火(880-850度炉冷至600度空冷)处理。再按工艺要求采用铣、镗、车、钻的加工手段对轴承保持架依据图纸要求进行精加工，再用光饰机对双金属实体轴承保持架进行光整处理。
实施例2Φ400mm以上的双金属实体轴承保持架及其生产工艺
(1)基体1的成型加工和粗加工。如图1所示，采用具有良好的塑性、韧性和焊接性的碳结钢ZG250-450牌号的材料，采用精密铸造的工艺方法按实体轴承保持架的各种规格与型号加工成铸造毛坯件，再通过车、铣、钻、镗等机械加工手段按工艺要求加工掉铸造余量，滚动体兜孔处是铜合金的复合部位，应加工到铜合金层复合后要求厚度的等量尺寸，约1.5-3.5mm。
(2)基体兜孔位置内表面复合铜合金的工艺。如图2和图3所示，先将金属材料按铜Cu60％-66％、锌Zn25％-28％、铝Al4％-7％、锰Mn2％-4％、铁Fe2％-4％的比例熔炼并混合，熔炼温度为1080℃-1120℃，加工成铜合金熔液。再将经过复合前处理的轴承保持架采用熔铸的方法将铜合金复合在兜孔内表面，铜合金层2厚度为1.5-3.5mm。
(3)双金属实体轴承保持架去应力退火和精加工。在双金属材料复合后进行退火(880-850度炉冷至600度空冷)处理。再按工艺要求采用铣、镗、车、钻的加工手段对轴承保持架依据图纸要求进行精加工，再用光饰机对双金属实体轴承保持架进行光整处理。
Claims (6)
1、一种双金属实体轴承保持架，其基体(1)采用铸造碳结钢ZG200-400和/或ZG230-450，其特征在于其兜孔位置内表面有铜合金的复合层(2)。
2、根据权利要求1所述的双金属实体轴承保持架，其特征在于所述的铜合金的化学组分按重量百分比为
铜Cu 60％66％
锌Zn 25％-28％
铝Al 4％-7％
锰Mn 2％-4％
铁Fe 2％-4％。
3、根据权利要求1所述的双金属实体轴承保持架，其特征在于所述的铜合金复合层(2)的厚度为1.5-3.5mm。
4、一种权利要求1所述的双金属实体轴承保持架的生产工艺，包括钢基实体轴承保持架基体(1)的成型加工和粗加工、双金属实体轴承保持架的热处理和精加工，其特征在于还包括基体兜孔位置内表面复合铜合金的工艺，其工艺步骤如下：
(1)钢基实体轴承保持架的基体成型加工：选用具有良好塑性、韧性和焊接性的铸造碳结钢，按实体轴承保持架的各种规格与型号采用精密铸造方法加工成铸造毛坯件；
(2)基体粗加工：用机械加工手段按工艺要求加工掉铸造余量，在兜孔位置加工到铜合金复合层厚度的等量尺寸；
(3)兜孔位置复合前处理：在兜孔位置的内表面做喷砂处理；
(4)铜合金的制备：将铜合金的原材料按比例熔炼、混合和/或采用制丝手段制成Ф1.5-Ф3mm焊料丝材；
(5)兜孔位置复合铜合金：采用热喷涂或铸造工艺将熔炼获得的铜合金复合到兜孔内表面；
(6)热处理：对双金属实体轴承保持架进行去应力退火；
(7)精加工：按工艺要求采用铣、镗、车、钻的加工手段对轴承保持架进行精加工，再用光饰机对双金属实体轴承保持架进行光整处理。
5、根据权利要求4所述的双金属实体轴承保持架的生产工艺，其特征在于根据实体轴承保持架的直径大小，对于Ф400mm以下的实体轴承保持架，铜合金的复合采用热喷涂的工艺，即先将熔炼混合所得的铜合金用制丝手段制成Ф1.5-Ф3mm焊料丝材，采用专用的电弧喷涂设备，选用0.6-0.8Mpa的气压，150-200mm/s的走丝速度，在基体兜孔位置内表面连续喷涂铜合金材料。
6、根据权利要求4所述的双金属实体轴承保持架的生产工艺，其特征在于根据实体轴承保持架的直径大小，对于Ф400mm以上的实体轴承保持架，铜合金的复合采用熔铸工艺，即将熔炼混合所得的熔融态的铜合金以熔铸的方法复合到兜孔内表面。
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