CN213176469U - 一种关节轴承 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及轴承技术领域内的一种自润滑关节轴承，包括轴承外圈和轴承内圈；所述轴承外圈内表面设置有润滑层，所述轴承内圈外表面设有耐磨涂层；所述轴承外圈与所述轴承内圈滑动连接，所述自润滑层与所述耐磨涂层相接触。本实用新型通过将镍基碳化钨涂层设置为中间层，实现了超硬涂层与轴承内圈基体材料的硬度过渡，避免两种材料的硬度差过大引起的超硬涂层的开裂和脱落问题，并提高了轴承的耐腐蚀能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及轴承技术领域，具体的涉及一种关节轴承，特别是一种带有超硬耐磨复合涂层的自润滑关节轴承。
背景技术
自润滑关节轴承主要的失效形式为自润滑材料的磨损失效，磨损会增大轴承内、外圈间隙，使工作面的自润滑材料失去应有的润滑能力。在使用过程中，磨损影响着轴承的正常使用，同时也降低了自润滑关节轴承的服役寿命和可靠性。随着其是在航空、航天领域的广泛应用，自润滑关节轴承的异常磨损、接触表面改性等问题也不断受到重视，通过镀硬铬等方法来提升轴承工作面硬度，提高其耐磨损性能，但其硬度提升有限，不能很好的提升轴承的寿命。
同时，在自润滑关节轴承的接触表面进行改性，增加耐磨损材料涂层时，还存在因工艺或材料的选择匹配等不适，造成耐磨涂层材料层的脱落、开裂等问题。
经现有技术检索发现，中国实用新型专利公开号为CN104763738A，公开了一种自润滑关节轴承。其特征在于包括外圈、内圈、滚针、自润滑衬垫和中圈组成，所述外圈中设有内圈，所述内圈与所述内圈之间设有中圈，所述中圈与所述内圈之间设有滚针，所述中圈与所述外圈之间设有自润滑衬垫，从而形成由自润滑关节轴承和滚针轴承组合而成的组合关节轴承。本发明由自润滑关节轴承和滚针轴承组合使用而成，结合了两种轴承的功能，既有自润滑关节轴承的调心、承受重载、免维护的功能，又能够实现滚针轴承灵活旋转的功能。本发明结构简单，使用方便。该专利就存在上述相关问题。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种关节轴承。
根据本实用新型提供的一种关节轴承，包括轴承外圈和轴承内圈；
所述轴承外圈内表面设置有润滑层，所述轴承内圈外表面设有耐磨涂层；
所述轴承外圈与所述轴承内圈滑动连接，所述润滑层与所述耐磨涂层相接触。
一些实施方式中，所述耐磨涂层为复合涂层，包括镍基碳化钨涂层和氮化物涂层。
一些实施方式中，所述镍基碳化钨涂层位于所述氮化物涂层和所述轴承内圈外表面之间。
一些实施方式中，所述轴承内圈基体材料的硬度小于所述镍基碳化钨涂层的硬度，所述镍基碳化钨涂层的硬度小于所述氮化物涂层的硬度。
一些实施方式中，所述镍基碳化钨涂层通过超音速火焰喷涂工艺或等离子火焰喷涂工艺喷涂于所述轴承内圈的外表面。
一些实施方式中，所述氮化物涂层通过物理气相沉积工艺加工于所述镍基碳化钨涂层上。
一些实施方式中，所述镍基碳化钨涂层的硬度为1000～1400HV，所述氮化物涂层的硬度为1500～2200HV。
一些实施方式中，所述镍基碳化钨涂层的厚度为0.2～0.7mm。
一些实施方式中，所述氮化物涂层的厚度为2～10μm，所述氮化物为氮铝化钛。
一些实施方式中，所述润滑层为高强树脂材料。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、本实用新型通过给轴承内圈外表面增加耐磨涂层，通过耐磨涂层直接与润滑材料摩擦磨损，提升轴承内圈工作面的耐磨损性能。
2、本实用新型通过将镍基碳化钨涂层设置为中间层，实现了超硬涂层与轴承内圈基体材料的硬度过渡，避免两种材料的硬度差过大引起的超硬涂层的开裂和脱落问题，并提高了轴承的耐腐蚀能力。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型关节轴承的局部剖视图；
图2为本实用新型关节轴承的整体结构示意图；
1-轴承外圈；2-轴承内圈；3-润滑层；4-耐磨涂层；41-镍基碳化钨涂层；42-氮化物涂层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
结合具体实施例对本实用新型做进一步详细描述，如图1所示：
实施例1
本实用新型提供了一种关节轴承，包括轴承外圈1和轴承内圈2，轴承外圈1的内表面与轴承内圈2的外表面滑动接触配合，即轴承外圈1内表面和轴承内圈2外表面分别为相应的工作面，其中：
轴承外圈1的内表面上设有一层润滑层3，其材料可采用高强树脂粘贴于轴承外圈1的内表面上，其高强树脂可为酚醛树脂或环氧树脂，因高强树脂润滑材料粘结强度高，不易脱落，作为轴承外圈1内表面的外防护层，能够起到良好的固体润滑作用。其轴承内圈2外表面上设有一层耐磨涂层4，其耐磨涂层4为超硬耐磨材料形成的涂层，其耐磨涂层4可根据超硬耐磨材料的性质通过相应的如喷涂、气相沉积、渗透等工艺固接于轴承内圈2外表面上，作为轴承内圈2外表面的防护层。
其轴承外圈1和轴承内圈2滑动连接后，其作为轴承外圈1内表面防护层的润滑层3和作为轴承内圈2外表面防护层的耐磨涂层4滑动接触。关节轴承工作过程中，直接通过超硬耐磨材料形成的耐磨涂层4与润滑层3两者进行摩擦磨损，提高轴承内圈2工作面的耐磨损性能，减缓润滑层3的磨损速度，进而提高关节轴承的使用寿命，降低成本。
实施例2
本实施例2是在实施例1的基础上的变化例，主要针对耐磨涂层的结构进行了改进，旨在进一步提高相应工艺下其耐磨涂层与轴承内圈两者结合的牢固度等方面的性能，具体的：
耐磨涂层4为复合涂层，包括镍基碳化钨涂层41和氮化物涂层42，其氮化物涂层42的材料优选为氮铝化钛，其中，轴承内圈2基体材料的硬度小于镍基碳化钨涂层41的硬度，而镍基碳化钨涂层41的硬度小于氮化物涂层42的硬度，优选的，镍基碳化钨涂层41的硬度为1000～1200HV，所述氮化物涂层42的硬度为1800～2200HV。
镍基碳化钨涂层41作为过渡层，即镍基碳化钨涂层41位于所述氮化物涂层42和所述轴承内圈2外表面之间，具体的首先将镍基碳化钨涂层41通过超音速火焰喷涂工艺或等离子火焰喷涂工艺喷涂于轴承内圈2的外表面，其次，将氮化物涂层42通过物理气相沉积工艺加工于镍基碳化钨涂层41之上。
通过将镍基碳化钨涂层42设置为中间层，实现了作为超硬涂层的氮化物涂层41与轴承内圈2基体材料的硬度过渡，避免两种材料的硬度差过大引起的作为超硬涂层的氮化物涂层41的开裂和脱落问题，特别是在氮化物涂层通过物理气相沉积工艺直接附着于轴承内圈的基体表面时存在的因硬度差过大而导致的超硬涂层的开裂和脱落问题，同时提高了轴承的耐腐蚀能力。
优选的，其耐磨涂层4的复合涂层中，其镍基碳化钨涂层41的厚度为0.2～0.7mm，而氮化物涂层42的厚度为2-10μm。
实施例3
本实施例3是在实施例2的基础上，以GE15ED1T轴承为例，提供的一种具体实施方式以及相应的实验数据，具体的：
GE15ED1T轴承内圈2基体材料为G95Cr18，硬度为700HV，表面为通过超音速火焰喷涂工艺形成镍基碳化钨涂层41，硬度为1100HV,镍基碳化钨涂层厚度为0.6mm，通过金刚石磨削后，厚度剩余0.3mm，表面粗糙度为Ra0.1，在镍基碳化钨涂层42表面通过物理气象沉积(PVD)处理附着一层超硬氮化物涂层42,硬度为HV2000。
GE15ED1T轴承外圈1材料为05CrNi4Cu4Nb，其润滑层3通过粘结的方式加工于轴承外圈1内表面上，其润滑材料为环氧树脂。
轴承外圈1与轴承内圈2通过合套挤压完成装配。具备超硬耐磨涂层的GE15ED1T轴承通过SAE AS81820低速摆动25000次摩擦磨损试验，其磨损量减少一半，为无涂层的50％，且耐磨涂层4附着良好，特别是作为超硬涂层的氮化物涂层附着良好，无开裂和脱落现象。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
Claims (9)
1.一种关节轴承，其特征在于，包括轴承外圈(1)和轴承内圈(2)；
所述轴承外圈(1)内表面设置有润滑层(3)，所述轴承内圈(2)外表面设有耐磨涂层(4)；
所述轴承外圈(1)与所述轴承内圈(2)滑动连接，所述润滑层(3)与所述耐磨涂层(4)相接触；
所述耐磨涂层(4)为复合涂层，包括镍基碳化钨涂层(41)和氮化物涂层(42)。
2.根据权利要求1所述的关节轴承，其特征在于，所述镍基碳化钨涂层(41)位于所述氮化物涂层(42)和所述轴承内圈(2)外表面之间。
3.根据权利要求2所述的关节轴承，其特征在于，所述轴承内圈(2)基体材料的硬度小于所述镍基碳化钨涂层(41)的硬度，所述镍基碳化钨涂层(41)的硬度小于所述氮化物涂层(42)的硬度。
4.根据权利要求3所述的关节轴承，其特征在于，所述镍基碳化钨涂层(41)通过超音速火焰喷涂工艺或等离子火焰喷涂工艺喷涂于所述轴承内圈(2)外表面。
5.根据权利要求3所述的关节轴承，其特征在于，所述氮化物涂层(42)通过物理气相沉积工艺加工于所述镍基碳化钨涂层(41)上。
6.根据权利要求3所述的关节轴承，其特征在于，所述镍基碳化钨涂层(41)的硬度为1000～1400HV，所述氮化物涂层(42)的硬度为1500～2200HV。
7.根据权利要求1所述的关节轴承，其特征在于，所述镍基碳化钨涂层(41)的厚度为0.2～0.7mm。
8.根据权利要求1所述的关节轴承，其特征在于，所述氮化物涂层(42)的厚度为2～10μm，所述氮化物为氮铝化钛。
9.根据权利要求1所述的关节轴承，其特征在于，所述润滑层(3)为高强树脂材料。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021019303.5U CN213176469U (zh) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 一种关节轴承 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN213176469U true CN213176469U (zh) | 2021-05-11 |
Family
ID=75786425
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021019303.5U Active CN213176469U (zh) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 一种关节轴承 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN213176469U (zh) |
-
2020
- 2020-06-05 CN CN202021019303.5U patent/CN213176469U/zh active Active
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