一种耐磨轴承制造技术

本实用新型专利技术涉及一种耐磨轴承，包括外圈、内圈、滚动体和保持架，所述外圈与内圈之间设有滚道，所述滚动体安装在保持架内，所述保持架放置在滚道内，所述外圈、内圈和保持架的材质为钢，所述滚动体的材质为氮化硅陶瓷，所述外圈的内壁、内圈的外壁及保持架的内壁上均由内向外覆盖有一Ni-Al粘结层和一Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层。本实用新型专利技术采用氮化硅陶瓷作为滚动体的材质，使滚动体的耐磨性更好，并且在外圈的内壁、内圈的外壁及保持架的内壁上喷涂一Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层，由于Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层具备优异的耐磨性，因此可以大大延长轴承的使用寿命。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及轴承制造领域，具体说是一种耐磨轴承。
技术介绍
轴承，是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。也可以说，当其它机件在轴上彼此产生相对运动时，用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的机件。轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类。目前，人们所使用的轴承采用普通工艺制造，工序复杂，费时费力，加大了劳动量，所用原材料多，而且制出的轴承耐磨性差，使用寿命短，增加了使用者的经济负担。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是提供一种耐磨性好、使用寿命长的耐磨轴承。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为一种耐磨轴承，包括外圈、内圈、滚动体和保持架，所述外圈与内圈之间设有滚道，所述滚动体安装在保持架内，所述保持架放置在滚道内，所述外圈、内圈和保持架的材质为钢，所述滚动体的材质为氮化硅陶瓷，所述外圈的内壁、内圈的外壁及保持架的内壁上均由内向外覆盖有一 Ni-Al粘结层和一 Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层。本技术与现有技术相比，具有以下优点(I)采用氮化硅陶瓷作为滚动体的材质。陶瓷相比普通的钢耐腐蚀、耐高温、重量轻、耐摩擦、寿命长，适宜于在布满腐蚀性介质的恶劣条件下作业；由于重量较轻，可降低转动时对外圈的离心作用，提高使用寿命；由于陶瓷的弹性模量比钢高，受力时不易变形，因此有利于提高工作速度，并达到较高的精度；(2)在外圈的内壁、内圈的外壁及保持架的内壁上等离子喷涂一 Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层。这些部位都是轴承最易磨损的部位，由于Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层具备优异的耐磨性，因此可以大大延长轴承的使用寿命，而且Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层的厚度可达到几十微米，物耗少，物流量小，有利于降低生产成本；(3)在Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层与钢质基体中间等离子喷涂有一 Ni-Al粘结层，提高了 Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层与钢质基体的结合强度。为了进一步优化本技术，所述Ni-Al粘结层的厚度为O. 08、. 18 μ m。该厚度下的Ni-Al粘结层可以更好的起到缓解基体与涂层之间因热膨胀系数差异而产生的残余应力的作用，使Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层与钢质基体结合得更为牢固，不易脱落。为了进一步优化本技术，所述Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层的厚度为100^120 μ m，最优选为100 μ m。经研究发现，当Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层的厚度为100 μ m时，涂层与基体之间结合的很好，涂层与基体之间的缝隙很少，而随着涂层厚度的增加，涂层内部的残余应力增加，使涂层与基体之间的缝隙增多，降低了涂层与基体之间的粘结力；另外，随着涂层厚度的增加，喷涂时间也要相应的增加，这势必造成喷涂试样温度的升高，使之在冷却开始至结束过程之间温差的增加，从而导致涂层残余应力的增加；同时厚度的增加也会使涂层内部的微裂纹增多，孔隙率增加，涂层致密程度减小，涂层内部产生缺陷的概率增加，使涂层自身的强度降低，涂层与基体之间的粘结强度减小。其中，所述外圈和内圈的材质为Crl4Mo4轴承钢。其中，所述保持架的材质为lCrl7Ni2不锈钢。为了进一步优化本技术，所述外圈、内圈和保持架除覆盖了 Ni-Al粘结层和Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层之外的其他部位覆盖有一碳化硼层。碳化硼具有很好的耐磨性且价格低廉，使轴承的其他部位在提高耐磨性的同时成本也不会提高太多，从而进一步提高轴承的使用寿命。为了进一步优化本技术，所述碳化硼层的厚度为42(Γ450μπι。附图说明图I所示为本技术实施例的结构示意图。标号说明I、外圈； 2、内圈；3、滚动体； 4、保持架；5、滚道； 6、Ni-Al 粘结层；7、Al2O3-TiO2-ZrO2 纳米涂层。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图I所示,本实施例的耐磨轴承,包括外圈I、内圈2、滚动体3和保持架4,所述外圈I与内圈2之间设有滚道5，所述滚动体3安装在保持架4内，所述保持架4放置在滚道5内，所述外圈I、内圈2和保持架4的材质为钢，所述滚动体3的材质为氮化硅陶瓷，所述外圈I的内壁、内圈2的外壁及保持架4的内壁上均由内向外覆盖有一 Ni-Al粘结层 6 和一 Al2O3-TiO2-ZrO2 纳米涂层 7。其中，Ni-Al粘结层6和Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层7均可采用等离子喷涂法喷涂而成，其喷涂工艺如下(I)等离子喷涂Ni-Al粘结层6喷涂前对基体表面(即外圈I的内壁、内圈2的外壁及保持架4的内壁)除油并采用16#棕刚玉进行粗化处理，然后将基材表面用3 4大气压压缩空气在10(T300mm范围内进行喷砂处理，直至基材表面无发光后停止喷砂，再用压缩空气将喷砂表面沙粒清除干净。喷砂处理后2h内进行喷涂，以尽量减少裸露基体的氧化。优选粒度为15(Γ300目，成分为7(T85wt%的Ni和17 20wt%的Al的Ni-Al粉末进行喷涂，喷涂前，Ni-Al粉末放在烘箱内恒温70°C，保持5h。采用美国Praxair/TAFA公司生产的3710型等离子喷涂系统，喷枪为SG-100，采用亚音速喷涂，枪内送粉。喷涂参数采用优化后的工艺参数喷涂电流600A、喷涂电压37V、喷涂距离120mm、主气流量67. lL/min，辅气流量23. lL/min ;其他工艺参数为载气流量6. 13L/min、送粉速率23. 7g/min、喷枪移动速度100mm/s、步距3. 2mm、主气和载气采用氩气，辅气为氦气。(2)等离子喷涂Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层I当Ni-Al粘结层6形成后，以Ni-Al粘结层6为基体，继续喷涂Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层7。优选的，Al2O3-TiO2-ZrO2纳米粉末的Ti02的含量为13. Owt%, ZrO2的含量为10. Owt%,余量为Al2O315喷涂前，Al2O3-TiO2-ZrO2纳米粉末放在烘箱内恒温70°C，保持5h。采用美国Praxair/TAFA公司生产的3710型等离子喷涂系统，喷枪为SG-100，采用亚音速喷涂，枪内送粉。喷涂参数采用优化后的工艺参数喷涂电流700A、喷涂电压37V、喷涂距离120mm、主气流量67. lL/min、辅气流量23. lL/min ;其他工艺参数为载气流量6.13L/min、送粉速率23. 7g/min、喷枪移动速度100mm/s、步距3. 2mm、主气和载气采用氩气，辅气为氦气。(3)喷涂后处理喷涂结束后不能马上拿取工件，因为等离子喷涂温度很高，喷枪火焰中心温度在10000°C以上，所以喷出的颗粒温度也很高。在室温下冷却至常温后取下工件，立即进行封孔处理，防止涂层吸附潮气而影响质量。所选材料为微晶石蜡，可以借助涂层的余热熔化封孔。作为上述实施例的改进方式，所述Ni-Al粘结层6的厚度为O. 08、. 18 μ m。该厚度下的N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨轴承，包括外圈、内圈、滚动体和保持架，所述外圈与内圈之间设有滚道，所述滚动体安装在保持架内，所述保持架放置在滚道内，其特征在于：所述外圈、内圈和保持架的材质为钢，所述滚动体的材质为氮化硅陶瓷，所述外圈的内壁、内圈的外壁及保持架的内壁上均由内向外覆盖有一Ni？Al粘结层和一Al2O3？TiO2？ZrO2纳米涂层。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨轴承，包括外圈、内圈、滚动体和保持架，所述外圈与内圈之间设有滚道，所述滚动体安装在保持架内，所述保持架放置在滚道内，其特征在于所述外圈、内圈和保持架的材质为钢，所述滚动体的材质为氮化硅陶瓷，所述外圈的内壁、内圈的外壁及保持架的内壁上均由内向外覆盖有一 Ni-Al粘结层和一 Al2O3-TiO2-ZrO2纳米涂层。2.根据权利要求I所述的耐磨轴承，其特征在于所述Ni-Al粘结层的厚度为O.08 O.18 μ m03.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林新强，
申请(专利权)人：福建省福安市新强轴承有限公司，
类型：实用新型
国别省市：