[發明專利]一種超硬耐磨復合材料精密軸承外圈及其加工工藝

在審

• 申請號: 201810173339.X
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108468010A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 廖春惠;葛泓;樂建朝
• 申請（專利權）人: 江蘇保捷精鍛有限公司
• 主分類號: C23C4/02
• 分類號: C23C4/02;C23C4/08;C23C4/10;C23C4/129;C23C4/18;C22C19/05;C22C38/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/24;C22C38/28;F16C33/62
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 馬廣旭

本發明屬于重要主機配套用的精密軸承制造技術領域，提供一種超硬耐磨復合材料精密軸承外圈，由高碳鉻軸承鋼內芯、鎳鉻合金粘結層和耐磨陶瓷外層組成，高碳鉻軸承鋼內芯由高碳鉻軸承鋼坯料鍛造加工而成，鎳鉻合金粘結層和耐磨陶瓷外層通過熱噴涂方法均勻噴涂在高碳鉻軸承鋼內芯表面，鎳鉻合金粘結層中鎳含量65~70 wt.%，鉻含量25~30wt.%，其余為雜質，耐磨陶瓷外層由質量百分比的碳化鎢75~80wt.%和碳化鉻20~25wt.%組成，鎳鉻合金粘結層厚度為100~120um，耐磨陶瓷外層厚度為280~320um。通過超音速火焰噴涂在高碳鉻軸承鋼表面噴涂超硬超耐磨的碳化鎢和碳化鉻，進一步提高軸承外圈的性能；耐磨損，耐腐蝕，耐高溫，抗氧化，使用壽命可延長數十倍。

技術領域

本發明屬于重要主機配套用的精密軸承制造技術領域，具體地，涉及一種超硬耐磨復合材料精密軸承外圈及其加工工藝。

背景技術

軸承外圈，通常固定在軸承座或者機器的殼體上，起支承滾動體的作用。在軸承長時間運轉使用過程中，軸承外圈是易損件，損壞后不能再使用，造成較大浪費。因此，軸承外圈的強度和耐磨性是關鍵，在加工軸承外圈時，所選用的材料和加工工藝決定了軸承外圈的強度和耐磨性，對于精密軸承而言，軸承外圈的尺寸、材料、加工工藝決定了其精密級別。

超音速噴涂是通過特殊火焰噴槍獲得高溫、高速焰流用來噴涂喂料并得到優異性能涂層的方法。超音速噴涂粒子速度可達300-650m/s，因而高速火焰噴涂層致密， 結合強度高，涂層的孔隙率可小于0.5%，結合強度可達150mpa，接近或達到爆炸噴涂層的質量，顯著優于等離子噴涂層和電鍍鉻層。當超音速噴涂喂料為納米結構時，所得涂層組織致密、結合強度高、硬度高、孔隙率低、涂層表面粗糙度低，具有納米級的表面光潔度。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種超硬耐磨復合材料精密軸承外圈及其加工工藝。通過超音速火焰噴涂在高碳鉻軸承鋼表面噴涂超硬超耐磨的碳化鎢和碳化鉻，形成超硬、超耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化的均勻致密涂層，進一步提高軸承外圈的性能，使用壽命可延長數十倍。

本發明所采用的技術方案：本發明提供了一種超硬耐磨復合材料精密軸承外圈，由高碳鉻軸承鋼內芯、鎳鉻合金粘結層和耐磨陶瓷外層組成，所述高碳鉻軸承鋼內芯由高碳鉻軸承鋼坯料鍛造加工而成，所述高碳鉻軸承鋼坯料，其成分質量百分比為C：0.85％～1.05％、Si：0.10％～0.35％、Mn：0.20％～0.45％、Cr：1.30％～1.75％、S：0.004％～0.020％、V：0.015％～0.035％、Zr：0.008％～0.01％、Ti：0.003％～0.015％、Al：0.010％～0.030％、O：0.0004％～0.0009％、N：0.0015％～0.0055％，余量為Fe和不可避免的雜質；所述鎳鉻合金粘結層中鎳含量65~70 wt.%，鉻含量25~30wt.%，其余為雜質；所述耐磨陶瓷外層由質量百分比的碳化鎢75~80wt.%和碳化鉻20~25wt.%組成。

進一步地，一種超硬耐磨復合材料精密軸承外圈的加工工藝，包括如下步驟：1）準備高碳鉻軸承鋼軸承外圈的內芯；2）預熱高碳鉻軸承鋼軸承外圈的內芯825±25℃；3）在預熱的高碳鉻軸承鋼軸承外圈表面熱噴涂鎳鉻合金粉末作為粘結底層，所述鎳鉻合金粉末中鎳含量65~70 wt.%，鉻含量25~30wt.%，其余為雜質；4）耐磨陶瓷外層熱噴涂：稱取質量百分比的碳化鎢75~80wt.%和碳化鉻20~25wt.%，混合均勻后通過熱噴涂至粘結底層上，在高碳鉻軸承鋼軸承圈內芯表面形成一層均勻致密的超耐磨的超硬外層；5）降溫后采用金剛石砂輪對所得耐磨復合材料軸承外圈進行精磨加工。