一種雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有普通碳素鋼球芯，及包覆于所述碳素鋼球芯外的鐵合金外層；在所述碳素鋼球芯外表面設(shè)置有滲硼層；所述碳素鋼球芯的外表面均勻分布有多個凹坑；所述凹坑的底面為半球面結(jié)構(gòu)；所述鐵合金外層與所述碳素鋼球芯相對的表面設(shè)置有與所述凹坑形狀和數(shù)量相配合的凸起結(jié)構(gòu)。通過在碳素鋼球芯的外表面設(shè)置有凹坑結(jié)構(gòu)，鐵合金外層會有部分進(jìn)入凹坑內(nèi)形成凸起結(jié)構(gòu)，這樣能夠增加兩層之間的接合度。
【專利說明】一種雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于軸承用鋼珠領(lǐng)域，特別涉及一種雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼珠是滾動軸承的重要組成部分，現(xiàn)軸承中使用的鋼珠包括有兩種，一種是棍式鋼珠，一種是圓球形鋼珠。其中，棍式鋼珠主要應(yīng)用于承重大的軸承領(lǐng)域，而圓球形鋼珠一般應(yīng)用于承重較輕的領(lǐng)域。
[0003]而在承重較輕的領(lǐng)域中，一般均要求軸承有較高的精度，而這樣的精度主要依靠鋼珠的圓度及鋼珠的精度來實現(xiàn)。為了實現(xiàn)鋼珠的圓度，要求制造鋼珠的材質(zhì)具有一定的可塑性，但是卻導(dǎo)致了硬度的下降。當(dāng)將這類鋼珠用于壓力大或高轉(zhuǎn)速的設(shè)備時，容易因其它部件的影響而導(dǎo)致鋼珠出現(xiàn)傷痕或受壓變形，降低鋼珠的使用壽命同時對其它相鄰的部件也會產(chǎn)生不良的影響。
[0004]為此，現(xiàn)技術(shù)提出了在鋼珠的外表面鍍一層陶瓷膜的技術(shù)方案，以增加鋼珠表面的強度和耐磨度。但現(xiàn)在的陶瓷鍍膜鋼珠沒有真正實現(xiàn)陶瓷鍍膜的性能，陶瓷鍍膜具有的缺陷是在承受高壓時容易出現(xiàn)鍍膜脫落現(xiàn)象，而且陶瓷鍍膜的厚度有限，很難真正實現(xiàn)鋼珠的高強度要求。
[0005]為了克服陶瓷膜的缺陷，現(xiàn)技術(shù)提出并已經(jīng)實際用于生產(chǎn)的技術(shù)方案是采用兩層材質(zhì)來實現(xiàn)，即在鋼珠的內(nèi)層采用易于加工的鋼芯，在外層設(shè)置一層硬度大的鐵合金，因為兩種材質(zhì)均屬于鐵合金，在相接的表面會出現(xiàn)原子的滲透作用，提高兩種材質(zhì)之間的接合性，提高了球形鋼珠的使用壽命。
[0006]但是在實際的使用中，軸承的壽命及損壞率較陶瓷膜技術(shù)有較大的提高，但是依然存在不足之處，即在出現(xiàn)軸承損壞時，發(fā)現(xiàn)依然是鋼珠兩層之間的結(jié)合不嚴(yán)密，而使得鋼珠的外層因為脆度高而損壞。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的是通過對現(xiàn)使用的雙層結(jié)構(gòu)的球形鋼珠提出改進(jìn)技術(shù)方案，通過本技術(shù)方案，提高了鋼珠雙層結(jié)構(gòu)之間的接合度，提高了球形鋼珠的使用壽命。
[0008]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]一種雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有普通碳素鋼球芯，及包覆于所述碳素鋼球芯外的鐵合金外層；在所述碳素鋼球芯外表面設(shè)置有滲硼層；
[0010]所述碳素鋼球芯的外表面均勻分布有多個凹坑；所述凹坑的底面為半球面結(jié)構(gòu)；
[0011]所述鐵合金外層與所述碳素鋼球芯相對的表面設(shè)置有與所述凹坑形狀和數(shù)量相配合的凸起結(jié)構(gòu)。
[0012]所述滲硼層的厚度大于所述鐵合金外層的厚度。
[0013]所述凹坑的側(cè)壁所圍成的形狀為圓柱或圓錐臺結(jié)構(gòu)。
[0014]所述圓錐臺，位于碳素鋼球芯外表面的上底面半徑大于位于凹坑底部的下底面半徑。
[0015]所述半球面結(jié)構(gòu)的半徑與所述凹坑下端部的半徑相同。
[0016]所述凹坑的深度為所述碳素鋼球芯的半徑的1/10-1/30。
[0017]所述鐵合金外層的厚度大于所述凹坑的深度。
[0018]本實用新型的有益效果是:
[0019]1、通過本申請技術(shù)方案，通過在碳素鋼球芯的外表面設(shè)置有凹坑結(jié)構(gòu)，鐵合金外層會有部分進(jìn)入凹坑內(nèi)形成凸起結(jié)構(gòu)，這樣能夠增加兩層之間的接合度。
[0020]2、通過對凹坑底面的半球面結(jié)構(gòu)設(shè)置，使得外部壓力或震動力通過外層傳遞給凸起結(jié)構(gòu)時，不會產(chǎn)生大的應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此，不會破壞碳素鋼球芯內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，提高了鋼珠的承重強度。
[0021]3、通過在碳素鋼球芯外表面的滲硼層結(jié)構(gòu)，使得鋼珠的硬度與碳素鋼球芯至鐵合金外層的硬度差減小，這樣能夠提高鋼珠的總體強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型雙層鋼珠一個實施例的截面示意圖。

【具體實施方式】
[0023]以下通過實施例來詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能解釋為是對本實用新型技術(shù)方案的限制。
[0024]實施例1
[0025]本申請的球形鋼珠主要是應(yīng)用于精密儀器的軸承上，本實用新型提供一種雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有普通碳素鋼球芯，及包覆于所述碳素鋼球芯外的鐵合金外層；在本申請中的普通碳素鋼芯是指不包括有特種元素，比如鶴、1凡、鈦、錯、猛、紀(jì)、稀土等元素的碳素鋼，其型號符合國家的規(guī)定，具體的使用依據(jù)生產(chǎn)的需要而確定。此處的鐵合金外層的鐵合金可以根據(jù)需要使用特種鋼，在有些需要也可以使用碳素鋼，但需要對碳素鋼進(jìn)行熱處理，因為熱處理的工藝不是本實用新型要求保護(hù)的范圍，因此不進(jìn)行詳細(xì)的說明，但是至少要包括有回火、淬火等工序。
[0026]在所述碳素鋼球芯外表面設(shè)置有滲硼層，滲硼層的厚度大于所述鐵合金外層的厚度；本申請的滲硼層是在碳素鋼球芯回火過程中，使用滲硼劑進(jìn)行滲硼處理。
[0027]所述碳素鋼球芯的外表面均勻分布有多個凹坑，此結(jié)構(gòu)是在滲硼工序之前進(jìn)行，這樣能夠保證在凹坑的表面也設(shè)置有滲硼層；所述鐵合金外層與所述碳素鋼球芯相對的表面設(shè)置有與所述凹坑形狀和數(shù)量相配合的凸起結(jié)構(gòu)。
[0028]所述凹坑的側(cè)壁所圍成的形狀為圓柱，所述凹坑的底面為半球面結(jié)構(gòu)；所述半球面結(jié)構(gòu)的半徑與所述凹坑下端部的半徑相同。對于凹坑的半球面結(jié)構(gòu)，即凸起結(jié)構(gòu)的形狀與凹坑的形狀相同，這樣的結(jié)構(gòu)，即能夠保證鐵合金外層與碳素鋼球芯的接合度，同時，當(dāng)外力傳遞給鐵合金外層時，該力傳遞給內(nèi)表面的凸起結(jié)構(gòu)，根據(jù)力的作用力與反作用力關(guān)系，凹坑所受到的力與凸起結(jié)構(gòu)的受力相同，此時，若凹坑的底面為平面結(jié)構(gòu)，其與凹坑側(cè)壁之間的夾角處為應(yīng)力集中點，容易出現(xiàn)損壞，同樣，凸起結(jié)構(gòu)的底面與側(cè)邊的夾角也是應(yīng)力集中點，若是出現(xiàn)損壞的情況，通常發(fā)生在此處。而本申請通過在凹坑的底面設(shè)置為半球面形結(jié)構(gòu)，使得角度增大且分散，使得應(yīng)力分散，提高承重能力。
[0029]所述凹坑的深度為所述碳素鋼球芯半徑的1/10-1/30。
[0030]所述鐵合金外層的厚度大于所述凹坑的深度。
[0031]實施例2
[0032]如圖1所示，本實用新型提供一種雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有普通碳素鋼球芯I，及包覆于所述碳素鋼球芯I外的鐵合金外層2。
[0033]在所述碳素鋼球芯I外表面設(shè)置有滲硼層3，滲硼層3的厚度大于所述鐵合金外層2的厚度；本申請的滲硼層是在碳素鋼球芯回火過程中，使用滲硼劑進(jìn)行滲硼處理。
[0034]所述碳素鋼球芯I的外表面均勻分布有多個凹坑11，此結(jié)構(gòu)是在滲硼工序之前進(jìn)行，這樣能夠保證在凹坑的表面也設(shè)置有滲硼層；所述鐵合金外層2與所述碳素鋼球芯I相對的表面設(shè)置有與所述凹坑11形狀和數(shù)量相配合的凸起結(jié)構(gòu)21。
[0035]所述凹坑11的側(cè)壁所述圍成的形狀為圓錐臺結(jié)構(gòu)，位于碳素鋼球芯外表面的上底面半徑大于位于凹坑底部的下底面半徑。所述凹坑的底面為半球面結(jié)構(gòu)；所述半球面結(jié)構(gòu)的半徑與所述凹坑下端部的半徑相同。對于凹坑的半球面結(jié)構(gòu)，即凸起結(jié)構(gòu)的形狀與凹坑的形狀相同，這樣的結(jié)構(gòu)，即能夠保證鐵合金外層與碳素鋼球芯的接合度，同時，當(dāng)外力傳遞給鐵合金外層時，該力傳遞給內(nèi)表面的凸起結(jié)構(gòu)，根據(jù)力的作用力與反作用力關(guān)系，凹坑所受到的力與凸起結(jié)構(gòu)的受力相同，此時，若凹坑的底面為平面結(jié)構(gòu)，其與凹坑側(cè)壁之間的夾角處為應(yīng)力集中點，容易出現(xiàn)損壞，同樣，凸起結(jié)構(gòu)的底面與側(cè)邊的夾角也是應(yīng)力集中點，若是出現(xiàn)損壞的情況，通常發(fā)生在此處。而本申請通過在凹坑的底面設(shè)置為半球面形結(jié)構(gòu)，使得角度增大且分散，使得應(yīng)力分散，提高承重能力。
[0036]所述凹坑的深度為所述碳素鋼球芯半徑的1/10-1/30。
[0037]所述鐵合金外層的厚度大于所述凹坑的深度。
[0038]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，這些等價形式同樣落入本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有普通碳素鋼球芯，及包覆于所述碳素鋼球芯外的鐵合金外層；其特征在于:在所述碳素鋼球芯外表面設(shè)置有滲硼層； 所述碳素鋼球芯的外表面均勻分布有多個凹坑；所述凹坑的底面為半球面結(jié)構(gòu)； 所述鐵合金外層與所述碳素鋼球芯相對的表面設(shè)置有與所述凹坑形狀和數(shù)量相配合的凸起結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述滲硼層的厚度大于所述鐵合金外層的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凹坑的側(cè)壁所圍成的形狀為圓柱或圓錐臺結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圓錐臺，位于碳素鋼球芯外表面的上底面半徑大于位于凹坑底部的下底面半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述半球面結(jié)構(gòu)的半徑與所述凹坑下端部的半徑相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凹坑的深度為所述碳素鋼球芯的半徑的1/10-1/30。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層球形鋼珠改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鐵合金外層的厚度大于所述凹坑的深度。
【文檔編號】F16C33/32GK204200845SQ201420627287
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】胡國良 申請人:奉化市金燕鋼球有限公司