RU2097614C1

RU2097614C1 - Antifriction bearing

Info

Publication number: RU2097614C1
Application number: RU94024229A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Сарычев; Николай Васильевич Носенко
Original assignee: Александр Александрович Сарычев; Николай Васильевич Носенко
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1997-11-27
Also published as: RU94024229A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; antifriction bearings. SUBSTANCE: antifriction bearing contains two races with raceways and solids between them provided with coat having total thickness of 0.15 to 5.00 mk. Coat is double-layer; thickness of inner layer is no more than 1 mk. Inner layer is made from tin and/or lead; outer layer is made from brass or bronze; inner layer may be made from gallium or indium and outer layer may be made from copper or brass. Thickness of inner layer of double-layer coat may be no more than 4 mk. Outer layer of coat is made from titanium or zirconium or hafnium and inner coat is made from nitride and/or carbide and/or carbonitride of the same metal. Coat may be also made from compound containing fluorine and/or phosphorus and/or sulfur. EFFECT: enhanced working capacity of bearing. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению для подшипников качения. The invention relates to mechanical engineering for rolling bearings.

Известен подшипник качения, содержащий два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения, состоящие из сердечника и нанесенного на него двуслойного покрытия из внутреннего и рабочего наружного слоев. [1]
Недостатком известного подшипника качения являются то, что покрытие не дает возможности в полной мере прирабатываться поверхностям, на которые оно нанесено, и тем самым способствует своему разрушению. Приработка возможна только после окончательного истирания или разрушения покрытия. В конечном итоге это приводит к снижению работоспособности подшипника качения.A rolling bearing is known, comprising two rings with raceways and rolling bodies located between them, consisting of a core and a two-layer coating applied from it from the inner and working outer layers. [one]
A disadvantage of the known rolling bearings are that the coating does not make it possible to fully run into the surfaces on which it is applied, and thereby contributes to its destruction. Break-in is possible only after the final abrasion or destruction of the coating. Ultimately, this leads to a decrease in the operability of the rolling bearing.

Технический результат заключается в повышении работоспособности подшипника качения. The technical result is to increase the efficiency of the rolling bearing.

Это обеспечивается тем, что в подшипнике качения, содержащем два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения, состоящие из сердечника и нанесенного на него двуслойного покрытия из внутреннего и рабочего наружного слоев, покрытие выполнено толщиной 0,15-5,00 мкм. Кроме того внутренний слой покрытия может быть выполнен толщиной не более 1 мкм, при этом или рабочий наружный слой покрытия выполнен из латуни или бронзы, внутренний из олова и/или свинца, или рабочий наружный слой покрытия выполнен из меди или латуни, а внутренний из галлия или индия. Рабочий наружный слой покрытия может быть выполнен или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой покрытия выполнен из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла толщиной не более 4 мкм. Покрытие может быть выполнено из соединений, содержащих фтор и/или фосфор, и/или серу. This is ensured by the fact that in a rolling bearing containing two rings with raceways and rolling bodies located between them, consisting of a core and a two-layer coating applied from it from the inner and working outer layers, the coating is made with a thickness of 0.15-5.00 microns. In addition, the inner coating layer can be made with a thickness of not more than 1 μm, while either the working outer coating layer is made of brass or bronze, the inner one is made of tin and / or lead, or the working outer coating layer is made of copper or brass, and the inner one is gallium or india. The working outer coating layer can be made of either titanium, or zirconium, or hafnium, and the inner coating layer is made of nitride and / or carbide and / or carbonitride of the same metal with a thickness of not more than 4 μm. The coating can be made from compounds containing fluorine and / or phosphorus and / or sulfur.

На чертеже представлен подшипник качения в разрезе. The drawing shows a rolling bearing in section.

Подшипник качения, представленный в разрезе на чертеже, содержит два кольца 1 с дорожками 2 качения. Между ними расположены тела 3 качения с нанесенным двуслойным покрытием 4 из внутреннего и рабочего наружного слоев. The rolling bearing, shown in section in the drawing, contains two rings 1 with raceways 2. Between them are rolling bodies 3 with a two-layer coating 4 from the inner and working outer layers.

Внутренний слой покрытия может быть выполнен толщиной не более 1 мкм. При этом рабочий наружный слой покрытия выполнен из латуни или бронзы, а внутренний из олова и/или свинца; или рабочий наружный слой из меди или латуни, а внутренний из галлия или индия. Такое сочетание слоев покрытия и материалов слоев позволяет обеспечить стойкость покрытию к отслаиванию. Это объясняется тем, что покрытия из олова, свинца, галлия и индия, нанесенные на сталь, в меньшей степени подвержены отслаиванию, чем латунь, бронза или медь. В то же время олово, свинец, галлий и индий имеют достаточно прочную связь с латунью, бронзой и медью. The inner coating layer can be made with a thickness of not more than 1 μm. In this case, the working outer coating layer is made of brass or bronze, and the inner one is made of tin and / or lead; or a working outer layer of copper or brass, and an inner layer of gallium or indium. This combination of coating layers and layer materials allows the coating to peel off. This is because tin, lead, gallium, and indium coatings applied to steel are less prone to peeling than brass, bronze, or copper. At the same time, tin, lead, gallium and indium have a fairly strong connection with brass, bronze and copper.

Таким образом двуслойное покрытие позволяет увеличить стойкость к отслаиванию и тем самым повысить работоспособность подшипника качения. Thus, a two-layer coating allows to increase the resistance to peeling and thereby increase the performance of the rolling bearing.

Внутренний слой покрытия может быть выполнен с толщиной не более 4 мкм. При этом рабочий наружный слой покрытия выполнен или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла с тем, чтобы обеспечить быструю приработку подшипника качения. Так как карбиды, нитриды и карбонитриды титана, циркония и гафния имеют твердость значительно выше твердости деталей подшипника качения, то покрытия в них, являясь абразивом, способствует быстрой приработке деталей. При этом наружный слой из титана, циркония или гафния во время работы подшипника качения обеспечивает сухую смазку и охлаждение, а период приработки способствует удержанию и/или карбидов, и/или карбонитридов того же металла на поверхности тел качения. The inner coating layer can be made with a thickness of not more than 4 microns. In this case, the working outer coating layer is made of either titanium, or zirconium, or hafnium, and the inner layer is made of nitride and / or carbide and / or carbonitride of the same metal in order to ensure quick running-in of the rolling bearing. Since the carbides, nitrides, and carbonitrides of titanium, zirconium, and hafnium have a hardness significantly higher than the hardness of parts of a rolling bearing, coating them, being an abrasive, promotes rapid running-in of parts. Moreover, the outer layer of titanium, zirconium or hafnium during operation of the rolling bearing provides dry lubrication and cooling, and the running-in period contributes to the retention of and / or carbides and / or carbonitrides of the same metal on the surface of the rolling elements.

Далее покрытие может быть выполнено из соединений, содержащих фтор и/или фосфор, и/или серу, что также обеспечивает повышенную стойкость к отслаиванию за счет вступления молекул соединения в химическую реакцию с атомами материала, из которого изготовлены тела качения. Применение соединений именно этих элементов обусловлено также тем, что фтор, фосфор и сера, проникая в структуру стали, образуют с железом соединения, температура плавления которых ниже, чем у стали. Further, the coating can be made of compounds containing fluorine and / or phosphorus and / or sulfur, which also provides increased resistance to peeling due to the entry of molecules of the compound into a chemical reaction with the atoms of the material from which the rolling elements are made. The use of compounds of precisely these elements is also due to the fact that fluorine, phosphorus, and sulfur, penetrating the steel structure, form compounds with iron whose melting point is lower than that of steel.

Таким образом, в процессе работы подшипника качения покрытие 4, нанесенное на телах 3 качения, под действием контактных напряжений и сил трения деформируется, осуществляя сухое трение тел 3 качения в контакте с дорожками 2 качения колец 1. При наличии смазывающего вещества коэффициент трения в указанном контакте значительно уменьшается, что повышает работоспособность подшипника качения. Thus, in the process of operation of the rolling bearing, the coating 4 applied to the rolling bodies 3 is deformed under the action of contact stresses and friction forces, causing dry friction of the rolling bodies 3 in contact with the raceways 2 of the rings 1. In the presence of a lubricant, the friction coefficient in the specified contact significantly reduced, which increases the efficiency of the rolling bearing.

Claims

1. A rolling bearing comprising two rings with raceways and rolling bodies located between them, consisting of a core and a two-layer coating applied from it from the inner and working outer layers, characterized in that the coating is made of a thickness of 0.15 to 5.00 μm.

2. The bearing according to claim 1, characterized in that the inner coating layer is made with a thickness of not more than 1 μm, while either the working outer coating layer is made of brass or bronze, the inner is made of tin and / or lead, or the working outer coating layer is made of copper or brass, and the inner of gallium or indium.

3. The bearing according to claim 1, characterized in that the working outer coating layer is made of titanium or zirconium or hafnium, and the inner coating layer is made of nitride and / or carbide and / or carbonitride of the same metal with a thickness not more than 4 microns.

4. The bearing according to claim 1, characterized in that the coating is made of compounds containing fluorine and / or phosphorus and / or sulfur.