一种TC轴承及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种TC轴承及其生产方法，TC轴承包括圆筒状的本体和烧结在所述本体的内表面或者外表面的硬质合金耐磨层，所述硬质合金耐磨层是由包括硬质合金球粒、铸造碳化钨粉和铜基合金烧结而成的。通过配制钢套、混料、填充、振动、炉内钎焊、粗车、粗磨、精车、精磨方法过程，可以制得所述的TC轴承。本发明专利技术的TC轴承使用硬质合金球粒替代硬质合金条，将耐磨层的覆盖率提高到90%以上，极大地提高了产品的抗冲蚀性，降低了摩擦阻力，TC轴承的使用寿命可达350-450小时。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种TC轴承及其生产方法，TC轴承包括圆筒状的本体和烧结在所述本体的内表面或者外表面的硬质合金耐磨层，所述硬质合金耐磨层是由包括硬质合金球粒、铸造碳化钨粉和铜基合金烧结而成的。通过配制钢套、混料、填充、振动、炉内钎焊、粗车、粗磨、精车、精磨方法过程，可以制得所述的TC轴承。本专利技术的TC轴承使用硬质合金球粒替代硬质合金条，将耐磨层的覆盖率提高到90%以上，极大地提高了产品的抗冲蚀性，降低了摩擦阻力，TC轴承的使用寿命可达350-450小时。【专利说明】一种TC轴承及其生产方法
本专利技术属于轴承
，尤其涉及一种TC轴承及其生产方法。
技术介绍
TC轴承，又叫硬质合金径向轴承，是用于石油开采用的螺杆钻具的主要配件。现有的TC轴承是由硬质合金条、铸造碳化钨粉和钢体经过炉内钎焊烧结成型得到的，其硬质合金的覆盖率只有55-65%，产品的抗冲蚀性差，摩擦阻力大，使用寿命短，目前国内的普通TC轴承使用寿命仅有150-200小时。因此，开发出一种抗冲蚀性好、摩擦阻力小且使用寿命长的新型TC轴承就具有巨大的现实意义。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术要解决的第一个问题是提供一种硬质合金覆盖率高，硬质合金耐磨层粘接度强，摩擦阻力小，抗冲蚀性好的TC轴承。为解决上述技术问题，采用的技术方案是:一种TC轴承，包括圆筒状的本体和烧结在所述本体的内表面或者外表面的硬质合金耐磨层，所述硬质合金耐磨层是由包括硬质合金球粒、铸造碳化钨粉和铜基合金烧结而成的。本专利技术要解决的第二个问题是提供所述TC轴承的生产方法，该生产方法包括如下步骤:(I)配制钢套:将本体和胎体套在一起，形成钢套，本体和胎体之间形成缝隙；将钢套的下端用焊枪封牢，将位于钢套内侧的本体或胎体的上端用钢盖焊牢；(2)混料:将硬质合金球粒和铸造碳化钨粉放入滚筒内混合，得混合料；(3)填充:把步骤(2)所述的混合料加入到钢套的缝隙中；(4)振动:将步骤(3)的钢套放置在振动机上振动；(5)炉内钎焊:在钢套的顶端放置铜基合金和硼砂，盖上石墨盖，将工件放入烧结炉内烧结；烧结结束后，出炉，风冷至常温；(6)粗车，粗磨，精车，精磨:使轴承内外孔符合图纸尺寸及光洁度要求。进一步的，步骤(2)中，按重量百分比计，分别加入65-80%的硬质合金球粒和20-35%的铸造碳化钨粉，且二者的重量百分比之和为100%。进一步的，所述硬质合金球粒为YG8球粒,粒径为0.3-1.5mm。进一步的，所述铸造碳化钨粉的粒径为80-200目。进一步的，步骤(5)中铜基合金的加入量为铸造碳化钨粉重量的1.3倍，硼砂的加入量为铜基合金重量的1_2%。进一步的，步骤(5)中，将烧结炉内的温度升至1050-1100°C，在此温度下，将工件保温2-3h。进一步的，所述铜基合金包括下述重量百分比的组分:Nil3_15%，Mnl5_18%，Znl5-18%，余量为 Cu。进一步的，步骤(2)中滚筒转速为40-50rpm，填充系数≤0.5，混合时间24_36h。进一步的，步骤(4)中振动机的频率为20Hz，振动时间为20_40min。本专利技术具有的优点和积极效果是:1、本专利技术的TC轴承使用硬质合金球粒替代硬质合金条后，将硬质合金耐磨层的覆盖率提高到90%以上，极大地提高了产品的抗冲蚀性，降低了摩擦阻力，TC轴承的使用寿命可达350-450小时。2、本专利技术的TC轴承由于其硬质合金球粒表面包裹着铸造碳化钨粉以及铜基合金的混合物，在使用过程中，铸造碳化钨粉和铜基合金这种偏软的混合物微粒首先被磨损，造成硬质合金球粒的表面相对暴露，这样润滑剂就可以均匀地吸附在硬质合金球粒间的间隙，从而降低了摩擦阻力。3、烧结前钢套的顶部填充有铜基合金，在烧结过程中，铜基合金熔化，渗透进钢套的缝隙中，大大提高了铜基合金对硬质合金球粒的润湿效果。这样，铸造碳化钨粉与硬质合金球粒的结合力以及铸造碳化钨粉与基体的结合力可由普通TC轴承的200MPa提高到350MPa以上，从而使TC轴承的抗冲蚀性进一步提高。【专利附图】【附图说明】图1是普通TC轴承生产方法的流程框图。图2是本专利技术涉及的TC轴承生产方法的流程框图。图3是TC轴承上动本体的结构示意图。图4是TC轴承上动胎体的结构示意图。图5是实施例1中步骤(5)所得工件的结构示意图。图6是实施例1得到的成品TC轴承的结构示意图。图7是TC轴承上静套本体的结构示意图。图8是TC轴承上静套胎体的结构示意图。图9是实施例2步骤(5)所得工件的结构示意图。图10是实施例2得到的成品TC轴承的结构示意图。图11是图6硬质合金耐磨层的局部放大图。图中:1-上动本体；2_上动胎体；3_硬质合金球粒与铸造碳化鹤粉的混合粉料；4_铜基合金；5_石墨盖；6_硬质合金耐磨层；7_上静套本体；8_上静套胎体；61_硬质合金球粒；62-铸造碳化钨粉和铜基合金的混合物。【具体实施方式】为了更好的理解本专利技术，下面结合附图以及具体实施例对本专利技术进行描述。需要提前说明的是，本【具体实施方式】中涉及的硬质合金球粒为YG8球粒，为普通市售产品。铸造碳化钨粉、硼砂以及铜基合金均为普通市售产品，其中铜基合金为块状，包括下述重量百分比的组分:Nil3-15%，Mnl5-18%，Znl5_18%，余量为Cu。本专利技术所述的填充系数是指:向滚筒中加入混合料的体积占滚筒体积的比值。本【具体实施方式】中涉及的设备的型号及名称分别为:CAK6360 数控车床；M2120A 内圆磨床；M131W 外圆磨床；SYH-50 混料机；YZS100-4 振动机。实施例1一种TC轴承，包括圆筒状的上动本体I和烧结在所述上动本体I的外表面的硬质合金耐磨层6，所述硬质合金耐磨层6是由包括硬质合金球粒61、铸造碳化钨粉和铜基合金烧结而成的。如图11所示，硬质合金球粒61的表面、相邻硬质合金球粒61的四周均匀烧结有铸造碳化钨粉和铜基合金的混合物62。其中，硬质合金球粒的粒径为0.5mm,铸造碳化钨粉的粒径为100目。所述TC轴承的生产方法，该生产方法包括如下步骤:(I)配制钢套:如图3和图4所示，将粗加工的42CrMo管材(上动本体I),及20#钢管(上动胎体2),按图纸要求加工到相应尺寸。上动本体I的外径尺寸小于上动胎体2的内径尺寸,上动胎体2和上动本体I的粘接面分别用酒精清洁后,把上动本体I套在上动胎体2内，形成钢套，上动本体I和上动胎体2之间有缝隙。将钢套的下端用焊枪封牢，位于钢套内侧的上动本体I的上端用钢盖焊牢，其目的是为了防止硬质合金球粒、铸造碳化钨粉及铜基合金熔化后泄出。(2)混料:将195kg的硬质合金球粒和105kg的铸造碳化鹤粉放入混料机混合24h，得到均匀的混合料。其中，滚筒转速40-55rpm，填充系数0.4。(3)填充:取2710g步骤(2)得到的混合料，放入钢套的缝隙中。(4)振动:将步骤(3)的钢套放在振动机上振动30min,设定振动机的振动频率为20Hz，振动的同时用钢管均匀敲打钢套的外壁，保证混合料在缝隙中均匀填实。(5)炉内钎焊:将1230g铜基合金4放到钢套的顶端，再在铜基合金4的顶端放上硼砂12.3g (占铜基合金重量的1%)，盖好石墨盖5，得到制备好的工件，如图5所示。用工作车将工件直接放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TC轴承，其特征在于：包括圆筒状的本体和烧结在所述本体的内表面或者外表面的硬质合金耐磨层，所述硬质合金耐磨层是由包括硬质合金球粒、铸造碳化钨粉和铜基合金烧结而成的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨可成，李增禄，郭建齐，
申请(专利权)人：天津市润博凯特石油机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12