專利名稱：一種由金屬陶瓷制作的軸承球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種由金屬陶瓷制作的軸承球。
背景技術(shù)：
滾動(dòng)軸承是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少摩 擦損失的一種精密的機(jī)械元件。滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架 組成。內(nèi)圈的作用是與軸相配合，并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈與軸承座相配合，起 支撐作用；保持架能使?jié)L動(dòng)體均勻分布，防止?jié)L動(dòng)體脫落，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)并 起潤(rùn)滑作用；滾動(dòng)體是借助保持架均勻的分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小 和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命，滾動(dòng)體一般分為滾子和球。
球軸承工作中滾動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，滾動(dòng)體繞軸承軸線進(jìn)行公轉(zhuǎn)的同時(shí)，
還要繞自身軸線進(jìn)行自轉(zhuǎn)，根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)條件的不同，自轉(zhuǎn)軸的方位不 同。滾動(dòng)體在高速公轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生作用于外圈的極大的離心力，可導(dǎo)致軸承疲 勞破壞，限制軸承的高速性能，滾動(dòng)體密度是決定一定轉(zhuǎn)速下離心力大小的關(guān) 鍵因素。
軸承球材料要求有高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。 一般用含鉻合金鋼制造，常用材料有GCr15、 GCrl5SiMn、 GCr6、 GCr9等，經(jīng)熱 處理后硬度可達(dá)服C61-65，密度約為7.8g/cm3。目前軸承鋼材料應(yīng)用成熟，可 滿足一般使用要求。但高速性能、耐熱性、耐蝕性較差。
氮化硅陶瓷球是新興的軸承球方案， 一般采用氣氛壓力燒結(jié)或熱等靜壓燒 結(jié)工藝制造球坯，主要采用金剛石等硬質(zhì)磨料進(jìn)行加工。氮化硅陶瓷球密度低， 約3.2g/cm3，高速性能、耐熱性、耐蝕性好，但承載能力較低，但制造加工難度
大、成本高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種由金屬陶瓷制作的軸承球，該軸承球在 高速、高溫、腐蝕環(huán)境下性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)軸承鋼等金屬材料，同時(shí)又在制造 加工成本及難度方面明顯優(yōu)于氮化硅陶瓷材料，故在高速、高溫、腐蝕等工況 中具有廣泛的應(yīng)用空間。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
所述的由金屬陶瓷制作的軸承球按重量百分比構(gòu)成如下
鎳粉15 25 %;鉬粉5 15 %;余量為氮碳化鈦粉；
所述的由金屬陶瓷制作的軸承球在上述構(gòu)成組合下經(jīng)過混合制粒一成形一 燒結(jié)而成，各工序如下
I 、混合制粒
在滾筒式球磨機(jī)上混合制粒，混料介質(zhì)是無水乙醇，球料比為6: 1，混料 時(shí)間48h，擦篩制粒40目；
II 、成形
在油壓機(jī)上采用鋼模壓制壓坯，壓坯密度2. 5 3. Og/cm3;在冷等靜壓機(jī)上 成形，冷等靜壓壓力200MPa，時(shí)間2min; ITT、燒結(jié)
在氣氛壓力燒結(jié)爐上燒結(jié)，燒結(jié)溫度1400 145(TC，燒結(jié)時(shí)間l 1.5h，氣 氛壓力1.5 3MPa。
由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性
1、 本發(fā)明介于軸承鋼和氮化硅材料之間，球坯經(jīng)加工后可達(dá)到G5級(jí)，滿 足軸承設(shè)計(jì)使用要求。
2、 本發(fā)明金屬陶瓷球密度約5.7g/cm3，低于軸承鋼，故高速性能、耐熱性、 耐蝕性明顯高于軸承鋼。 3、 本發(fā)明金屬陶瓷球壓碎載荷不低于軸承鋼的50%，遠(yuǎn)高于氮化硅球的 高于氮化硅陶瓷的35%水平，承載能力明顯高于氮化硅陶瓷球。
4、 本發(fā)明金屬陶瓷球采用的原料粉末成本低于氮化硅主要原料粉末成本， 燒結(jié)溫度低于氮化硅燒結(jié)溫度，加工難度、時(shí)間及成本也遠(yuǎn)低于氮化硅球。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l
一種由金屬陶瓷制作的軸承球按重量百分比構(gòu)成是鎳粉25 %;鉬粉5 %; 余量為氮碳化鈦粉。
I 、混合制粒
在滾筒式球磨機(jī)上混合制粒，混料介質(zhì)是無水乙醇，球料比為6: 1，混料 時(shí)間48h，擦篩制粒40目；
II 、成形
在油壓機(jī)上采用鋼模壓制壓坯，壓坯密度2. 5g/cm3;在冷等靜壓機(jī)上成形，
冷等靜壓壓力200MPa，時(shí)間2min; III、燒結(jié)
在氣氛壓力燒結(jié)爐上燒結(jié)，燒結(jié)溫度145(TC，燒結(jié)時(shí)間1.5h，氣氛壓力3MPa。 實(shí)施例2
一種由金屬陶瓷制作的軸承球按重量百分比構(gòu)成是鎳粉15%，鉬粉15%; 余量為氮碳化鈦粉。 I、混合制粒
在滾筒式球磨機(jī)上混合制粒，混料介質(zhì)是無水乙醇，球料比為6: 1，混料 時(shí)間48h，擦篩制粒40目； II 、成形
在油壓機(jī)上采用鋼模壓制壓坯，壓坯密度3g/cm3;在冷等靜壓機(jī)上成形， 冷等靜壓壓力200MPa，時(shí)間2min;
III、燒結(jié)
在氣氛壓力燒結(jié)爐上燒結(jié)，燒結(jié)溫度140(TC ，燒結(jié)時(shí)間lh，氣氛壓力1.5MPa。
實(shí)施例3
一種由金屬陶瓷制作的軸承球按重量百分比構(gòu)成是鎳粉20%，鉬粉10%; 余量為氮碳化鈦粉。 I、混合制粒
在滾筒式球磨機(jī)上混合制粒，混料介質(zhì)是無水乙醇，球料比為6: 1，混料 時(shí)間48h，擦篩制粒40目； II 、成形
在油壓機(jī)上采用鋼模壓制壓坯，壓坯密度2.8g/cm3;在冷等靜壓機(jī)上成形， 冷等靜壓壓力200MPa，時(shí)間2min; III、燒結(jié)
在氣氛壓力燒結(jié)爐上燒結(jié)，燒結(jié)溫度1420。C，燒結(jié)時(shí)間1.5h，氣氛壓力3MPa。
權(quán)利要求
1、一種由金屬陶瓷制作的軸承球，其特征在于該金屬陶瓷按重量百分比構(gòu)成如下鎳粉15～25％；鉬粉5～15％；余量為氮碳化鈦粉。
2、 如權(quán)利要求l所述的由金屬陶瓷制作的軸承球，其特征在于在上述構(gòu) 成組合下經(jīng)過混合制粒一成形一燒結(jié)而成，各工序如下I 、混合制粒在滾筒式球磨機(jī)上混合制粒，混料介質(zhì)是無水乙醇，球料比為6: 1，混料 時(shí)間48h，擦篩制粒40目；II、 成形在袖壓機(jī)上采用鋼模壓制壓坯，壓坯密度2. 5 3. Og/cm3;在冷等靜壓機(jī)上 成形，冷等靜壓壓力200MPa，時(shí)間2min;III、 燒結(jié)在氣氛壓力燒結(jié)爐上燒結(jié)，燒結(jié)溫度1400 1450°C，燒結(jié)時(shí)間1 1.5h， 氣氛壓力1.5 3MPa。
全文摘要
一種由金屬陶瓷制作的軸承球按重量百分比構(gòu)成是鎳粉15～25％；鉬粉5～15％；余量為氮碳化鈦粉。在滾筒式球磨機(jī)上混合制粒，混料介質(zhì)是無水乙醇，球料比為6∶1，混料時(shí)間48h，擦篩制粒40目；在油壓機(jī)上采用鋼模壓制壓坯，壓坯密度2.5～3.0g/cm³；在冷等靜壓機(jī)上成形，冷等靜壓壓力200MPa，時(shí)間2min；在氣氛壓力燒結(jié)爐上燒結(jié)，燒結(jié)溫度1400～1450℃，燒結(jié)時(shí)間1～1.5h，氣氛壓力1.5～3MPa。由金屬陶瓷制作的軸承球在高速、高溫、腐蝕環(huán)境下性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)軸承鋼材料，在制造加工成本及難度方面明顯優(yōu)于氮化硅陶瓷材料，故在高速、高溫、腐蝕等工況中具有廣泛的應(yīng)用空間。
文檔編號(hào)F16C33/62GK101187401SQ20071019312
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者孫永安, 張利娟, 張永乾, 徐中興, 李縣輝, 王利軍, 陳志軍 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司