一种轴承及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轴承及其制备方法，该轴承包括外圈、内圈和转动体，转动体设置于外圈和内圈之间，外圈和内圈分别与转动体接触的部分采用硬质合金材料制成，其余部分采用非硬质合金材料制成，转动体的硬度与硬质合金材料的硬度相近或相同。本发明专利技术的轴承外圈和内圈分别与转动体接触的部分采用硬质合金材料制成，硬质合金材料具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、自润滑性、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。该轴承采用硬质合金材料和钢材料相互结合的设计结构，其性能远高于现有普通的轴承，而且其成本和加工难度远低于全合金轴承，具有广阔的应用前景，适合大面积推广应用。适合大面积推广应用。适合大面积推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种轴承及其制备方法


[0001]本专利技术涉及机械加工
，具体涉及一种轴承及其制备方法。

技术介绍

[0002]轴承是当代机械设备中一种重要零部件，其应用极其广泛，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。目前国内外的轴承主要有钢轴承、陶瓷轴承和全合金轴承，钢轴承的轴承圈不耐高温，不耐磨，而且不耐腐蚀。陶瓷轴承的轴承圈脆性大，容易损坏，而且热导率差，温差大容易崩裂。全合金轴承由于材料成本高，加工难度大，因此价格高，仅适用于高科技等特殊场合使用。作为本领域的技术人员，有必要对现有的轴承作出改进，提供一种全新的轴承，其性能远高于普通的钢轴承和陶瓷轴承，而且其成本和加工难度远低于全合金轴承。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种轴承及其制备方法，解决了现有技术中存在的上述问题。
[0004]为了实现上述目的，一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种轴承，包括外圈、内圈和转动体，所述转动体设置于外圈和内圈之间，所述外圈和内圈分别与转动体接触的部分采用硬质合金材料制成，其余部分采用非硬质合金材料制成，所述转动体的硬度与硬质合金材料的硬度相近或相同。
[0005]作为本专利技术的一种可选方案，所述外圈包括外支撑圈体和内硬质合金圈，所述内硬质合金圈镶嵌安装在所述外支撑圈体内侧；所述内圈包括内支撑圈体和外硬质合金圈，所述内支撑圈体镶嵌安装在所述外硬质合金圈内侧，所述转动体活动设置在内硬质合金圈和外硬质合金圈之间，所述内硬质合金圈和外硬质合金圈均采用硬质合金材料制成。
[0006]作为本专利技术的一种可选方案，所述外支撑圈体和内支撑圈体均为钢制成，外支撑圈体和内支撑圈体的HRC硬度为35～56，所述钢为轴承钢、45钢、A3钢、不锈钢、高温合金钢或低密度钢。
[0007]作为本专利技术的一种可选方案，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：硬质相60％～94％、粘结相3％～40％和添加剂0～10％。
[0008]作为本专利技术的一种可选方案，所述硬质相的晶粒度为0.2um～4.0um，硬质相按重量百分比由以下成分组成：碳化钨10％～100％以及碳化钛和/或碳氮化钛0～90％。
[0009]作为本专利技术的一种可选方案，所述粘结相为钴、镍或钴镍混合物。
[0010]作为本专利技术的一种可选方案，所述添加剂为碳化钽、碳化铬、碳化钒、碳化钼和碳化铌中的至少一种。
[0011]作为本专利技术的一种可选方案，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：钴6％或11％～12％以及碳化钒0.2％～0.3％，余量为碳化钨，且碳化钨的晶粒度为0.2um。
[0012]作为本专利技术的一种可选方案，所述硬质合金材料中碳化钽的重量百分比为4％～
8％。
[0013]作为本专利技术的一种可选方案，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：碳化钨60％～75％和粘结相25％～40％，且碳化钨的晶粒度为0.2um或4.0um。
[0014]作为本专利技术的一种可选方案，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：镍15％～20％以及碳化铬3％，余量为碳化钨。
[0015]作为本专利技术的一种可选方案，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：钴镍混合物12％～15％以及碳化铬0～3％，余量为碳化钨，且碳化钨的晶粒度为2um～3um。
[0016]作为本专利技术的一种可选方案，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：碳化钨10％、粘结相25％～35％以及碳化钼8％，余量为碳化钛或碳氮化钛。
[0017]作为本专利技术的一种可选方案，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：钴或镍3％～8％以及碳化钽0～4％，余量为碳化钨，且碳化钨的晶粒度为0.2um～0.8um。
[0018]作为本专利技术的一种可选方案，所述外支撑圈体和内硬质合金圈均设有相互配合的外镶嵌面，所述内支撑圈体和外硬质合金圈均设有相互配合的内镶嵌面。
[0019]作为本专利技术的一种可选方案，所述外镶嵌面和内镶嵌面均为直线形、L形、冂形或圆弧形，外镶嵌面和内镶嵌面均粗糙面；所述外支撑圈体和内硬质合金圈的外镶嵌面呈过盈配合，所述内支撑圈体和外硬质合金圈的内镶嵌面呈过盈配合。
[0020]作为本专利技术的一种可选方案，所述内硬质合金圈的外镶嵌面设有第一弧形凸起，所述外支撑圈体的外镶嵌面设有与所述第一弧形凸起适配的第一凹槽；所述外硬质合金圈的内镶嵌面设有第二弧形凸起，所述内支撑圈体的内镶嵌面设有与所述第二弧形凸起适配的第二凹槽。
[0021]作为本专利技术的一种可选方案，所述转动体采用硬质合金、碳化硅、氮化硅、氮碳化硼、氧化锆或碳氮化钛基金属陶瓷制成，转动体的HRA硬度为82～95。
[0022]作为本专利技术的一种可选方案，所述转动体采用轻质材料制成，可得到高速轴承；所述轻质材料为碳化硅、氮化硅、氮碳化硼、氧化锆或碳氮化钛基金属陶瓷。
[0023]另一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种轴承的制备方法，包括：
[0024]根据轴承的使用环境和理化力学性能的要求，选择外支撑圈体、内硬质合金圈、内支撑圈体、外硬质合金圈和转动体的材料；
[0025]计算并测试轴承在最大设计载荷下、热膨胀工况及热套合下，内硬质合金圈和外硬质合金圈不断裂的安全厚度；
[0026]根据试验结果加工出所需的外支撑圈体、内硬质合金圈、内支撑圈体、外硬质合金圈和转动体；
[0027]将内硬质合金圈镶嵌安装在外支撑圈体内侧，内支撑圈体镶嵌安装在外硬质合金圈内侧，转动体活动安装在内硬质合金圈和外硬质合金圈之间。
[0028]本专利技术的有益效果为：
[0029]本专利技术提供了一种轴承及其制备方法，轴承的外圈和内圈分别与转动体接触的部分采用硬质合金材料制成，硬质合金材料具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、自润滑性、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。该轴承采用硬质合金材料和钢材料相互结合的设计结构，其性能远高于现有普通的轴承，而且其成本和加工难度远低于全合金轴承，具有广阔的应用前景，适合大面积推广应用。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例提供的轴承的第一种结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的轴承的第二种结构示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例提供的轴承的第三种结构示意图；
[0033]图4是本专利技术实施例提供的轴承的第四种结构示意图；
[0034]图5是本专利技术实施例提供的轴承的第五种结构示意图。
[0035]图中：1
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转动体；2
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外支撑圈体；3
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内硬质合金圈；4
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内支撑圈体；5
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外硬质合金圈。
具体实施方式
[0036]实施例
[0037]如图1
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图5所示，本实施例提供了一种轴承，包括外圈、内圈和转动体1，所述转动体1设置于外圈和内圈之间，所述外圈和内圈分别与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴承，包括外圈、内圈和转动体(1)，所述转动体(1)设置于外圈和内圈之间，其特征在于，所述外圈和内圈分别与转动体(1)接触的部分采用硬质合金材料制成，其余部分采用非硬质合金材料制成，所述转动体(1)的硬度与硬质合金材料的硬度相近或相同。2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述外圈包括外支撑圈体(2)和内硬质合金圈(3)，所述内硬质合金圈(3)镶嵌安装在所述外支撑圈体(2)内侧；所述内圈包括内支撑圈体(4)和外硬质合金圈(5)，所述内支撑圈体(4)镶嵌安装在所述外硬质合金圈(5)内侧，所述转动体(1)活动设置在内硬质合金圈(3)和外硬质合金圈(5)之间，所述内硬质合金圈(3)和外硬质合金圈(5)均采用硬质合金材料制成。3.根据权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述转动体(1)采用硬质合金、碳化硅、氮化硅、氮碳化硼、氧化锆或碳氮化钛基金属陶瓷制成，且转动体(1)的HRA硬度为82～95；所述外支撑圈体(2)和内支撑圈体(4)均为钢制成，外支撑圈体(2)和内支撑圈体(4)的HRC硬度为35～56，所述钢为轴承钢、45钢、A3钢、不锈钢、高温合金钢或低密度钢。4.根据权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：硬质相60％～94％、粘结相3％～40％和添加剂0～10％。5.根据权利要求4所述的轴承，其特征在于，所述硬质相的晶粒度为0.2um～4.0um，硬质相按重量百分比由以下成分组成：碳化钨10％～100％以及碳化钛和/或碳氮化钛0～90％；所述粘结相为钴、镍或钴镍混合物；所述添加剂为碳化钽、碳化铬、碳化钒、碳化钼和碳化铌中的至少一种。6.根据权利要求5所述的轴承，其特征在于，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：钴6％或11％～12％以及碳化钒0.2％～0.3％，余量为碳化钨，且碳化钨的晶粒度为0.2um；或者所述硬质合金材料中碳化钽的重量百分比为4％～8％；或者所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：碳化钨60％～75％和粘结相25％～40％，且碳化钨的晶粒度为0.2um或4.0um；或者所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：镍15％～20％以及碳化铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嵘，郑文龙，
申请(专利权)人：成都高新区正通特种材料厂，
类型：发明
国别省市：