[發明專利]軸承套圈材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310353280.X
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103447522A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張雷震
• 申請（專利權）人: 上海永進軸承制造有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種滾動軸承套圈材料及其制備方法。

背景技術

通常我們大量使用的高碳鉻軸承鋼已有幾百年的歷史了，現在已有的軸承制造材料也已多種多樣。但是隨著工業的不斷發展，對軸承精度、加工方法、承載能力及使用壽命等各種要求的越益提高，傳統的軸承鋼材料不斷經受挑戰。因此合適選擇或者設計軸承制造材料也變得越為重要。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種目的旨在既能滿足角接觸球軸承又能滿足一般滾動軸承的軸承套圈材料及其制備方法。

另外，本發明的另一目的在于提供一種在軸承運轉時具有減磨、耐磨和長壽命的軸承套圈材料及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

軸承套圈材料由下列重量百分比的組分組成：碳化鎢WC4.7～5.2%；氮化硅N3Si41.5～2.4%；銅Cu17～22%；余量為不銹鋼440C。

較為理想的是，軸承套圈材料由下列重量百分比的組分組成：碳化鎢WC5%；氮化硅N3Si42%；銅Cu20%；余量為不銹鋼440C。

軸承套圈材料的制備方法，該制備方法包括：a、混粉：將WC粉4.7～5.2%、N3Si4粉1.5～2.4%、Cu粉17～22%，余量為440C粉進行混合，形成由WC、N3Si4、Cu、440C組成的粉末混合物；b、燒結：將由WC、N3Si4、Cu、440C組成的粉末混合物經過模具壓制后再放入燒結爐內，燒結溫度為1450℃±10℃，保溫持續10分鐘±1分鐘，之后隨爐冷卻時間為6h即可得到成品，經淬火后硬度為HRC70-75度。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

首先，由于我們高精度的角接觸球軸承，普遍采用純氮化硅（Si3N4）×陶瓷球滾動體，HRC為80-82度左右。所以我們軸承套圈的硬度仍低于滾動體硬度，十分合適。由于軸承外圈的材料仍為440C不銹鋼材料，熱處理后硬度為HRC60-62度。實現了套圈材料與滾動體材料硬度梯度分布。鋼球硬度＞內圈硬度＞外圈硬度。

其次，并且由于我們采用了粉末冶金的工藝，材料天然的含有空隙組成，于是我們采用了真空浸油技術，使得我們的滾動軸承在運轉時，再溫升提高時能像含油軸承一樣釋發油液參與潤滑，在停止運轉時，溫度降低時又能吸回潤滑油液，極大地提高了軸承使用壽命。

再者，實踐表明：我們設計的同類型軸承使用壽命早已超過滾動軸承設計的理論壽命極限，是同等條件下，是油霧潤滑軸承鋼軸承的5-10倍壽命，極大地延長了軸承使用壽命。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。

需要說明的是，本申請中，各組分配比合計為100%。

軸承套圈材料可以由下列組分組成：碳化鎢4.7～5.2wt%；氮化硅1.5～2.4wt%；銅17～22wt%；余量為不銹鋼440C。

實施例1：軸承套圈材料由下列重量百分比的組分組成：碳化鎢（WC）5%、氮化硅（N3Si4）2%、銅（Cu）20%、不銹鋼（440C）73%，以上材料以粉末形態出現。

重量以100Kg為例：碳化鎢（WC）粉末5Kg、氮化硅（N3Si4）粉末2Kg、銅（Cu）粉末20Kg、不銹鋼（440C）粉末73Kg。

軸承套圈材料的制備方法，包括：

a、混粉：將WC粉5Kg、N3Si4粉2Kg、Cu粉20Kg，?440C粉73Kg進行混合，形成由WC、N3Si4、Cu、440C組成的粉末混合物；

b、燒結：將由WC、N3Si4、Cu、440C組成的粉末混合物經過模具壓制后再放入燒結爐內，燒結溫度為1450℃，保溫持續10分鐘，之后隨爐冷卻時間為6h即可得到成品，經淬火后硬度為HRC70-75度。

由于我們高精度的角接觸球軸承，普遍采用純氮化硅（Si3N4）。陶瓷球滾動體，HRC為80-82度左右。所以我們軸承套圈的硬度仍低于滾動體硬度，十分合適。由于軸承外圈的材料仍為440C不銹鋼材料，熱處理后硬度為HRC60-62度。實現了套圈材料與滾動體材料梯度分布。鋼球硬度＞內圈硬度＞外圈硬度。

該軸承鋼種，僅僅是針對進一步滿足角接觸球軸承而設計，同時也希望盡可能適用于類似的一般滾動軸承。

對于角接觸球軸承套圈材料的改良，主要著眼于軸承運轉時的減磨和耐磨和長壽命來考慮。