專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有涂層的滾動(dòng)元件軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)元件軸承，它包括一個(gè)內(nèi)環(huán)和一個(gè)外環(huán)，每個(gè)環(huán)上設(shè)有座圈，至少一個(gè)環(huán)在其座圈的相對(duì)側(cè)具有支承區(qū)域，一組滾動(dòng)元件與所述座圈滾動(dòng)接觸，并通過(guò)一個(gè)保持架相互隔開(kāi)，所述保持架與所述環(huán)的支承區(qū)域嚙合，所述支承區(qū)域上設(shè)有涂層。
這種滾動(dòng)元件軸承可從EP-B-531082中已知。滾動(dòng)元件被保持架隔開(kāi)，該保持架置于設(shè)置在靠近座圈的至少一個(gè)環(huán)上的支承區(qū)域上。這種軸承具有以下優(yōu)點(diǎn)，即所述保持架被所述的環(huán)導(dǎo)向，從而提高了所述環(huán)的動(dòng)態(tài)行為并降低了旋轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性。
根據(jù)EP-B-531082，一個(gè)硬涂層被施加在所述環(huán)的每個(gè)支承區(qū)域上，但并不設(shè)在其座圈上。因此，需要避免由發(fā)生在滾動(dòng)元件與座圈的滾動(dòng)接觸條件下的局部很高壓力而導(dǎo)致的剝落現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的是提供一種滾動(dòng)元件軸承，其中，涂層剝落的問(wèn)題將不會(huì)發(fā)生，從而可以采用相對(duì)廉價(jià)的制造方法，并可保持對(duì)保持架的適當(dāng)導(dǎo)向。本發(fā)明的上述目的是通過(guò)在所述至少一個(gè)環(huán)的整個(gè)表面上涂敷上可降低磨損和摩擦的彈性涂層的方式實(shí)現(xiàn)的。
將彈性涂層施加在支承區(qū)域、座圈上以及軸承環(huán)的其它表面上可以得到以下多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，它提供了保持架的理想導(dǎo)向，從而避免了旋轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性。
其次，該涂層不會(huì)從座圈上剝落，特別是在該涂層的厚度小于座圈下方的一深度(在該深度下由滾動(dòng)元件的滾動(dòng)所產(chǎn)生的剪應(yīng)力達(dá)到最大值)時(shí)更是如此。當(dāng)滾動(dòng)元件在座圈上滾動(dòng)時(shí)，相對(duì)較薄的層可以很容易地變形并跟隨鋼基材料的彈性變形。與之相對(duì)照，在采用相對(duì)較厚的涂層的情況下，涂層中的應(yīng)力將很高，并更易發(fā)生剝落成剝離現(xiàn)象。而且，由于涂層中的內(nèi)應(yīng)力，厚的彈性涂層比薄的涂層更難附著在鋼基體上。
因此，根據(jù)第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)，該軸承可以以一種更經(jīng)濟(jì)的方式制造。涂層厚度可以非常小。此外，在軸承環(huán)的整個(gè)表面上涂敷比僅涂敷其支承區(qū)域更加容易。
非常小的涂層厚度的有利之處在于可以保持鋼座圈的外部結(jié)構(gòu)，其結(jié)果是軸承的動(dòng)態(tài)行為不受影響。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該涂層包括一個(gè)類(lèi)金剛石碳涂層。特別是，該涂層可以包括含有類(lèi)金剛石碳的金屬，例如，采用W或WC等金屬涂層與硬的非晶態(tài)涂層例如類(lèi)金剛石碳等的交替層。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，該涂層可以包括氮化硼(BN)，氮化鉻(CrN)，氮化鉿(HfN)或任何其它氮化物，氧化物(例如氧化硼)，或碳化物，或硫化物等涂層。
該涂層的最大厚度可以為約2μm。優(yōu)選的是，該涂層的最大厚度為1μm。
參考US-A-5112146，它涉及一種滾動(dòng)元件軸承，其中的軸承環(huán)具有非常硬的低磨擦系數(shù)的涂層，但所述涂層并不作為保持架的支承部分，更不必說(shuō)將軸承環(huán)的整個(gè)表面完全涂敷。
該涂層可以通過(guò)物理氣相沉積(PVD)，化學(xué)氣相沉積(CVD)或脈沖激光沉積(PLD)技術(shù)進(jìn)行沉積，或通過(guò)如離子注入或激光涂敷或拋光等表面處理技術(shù)進(jìn)行涂敷。
此外，該硬的涂層可以進(jìn)一步通過(guò)一個(gè)可產(chǎn)生固體之間潤(rùn)滑作用的另一頂部涂層加強(qiáng)，從而通過(guò)向相對(duì)表面?zhèn)鬟f固體潤(rùn)滑劑層，從而在保持架和環(huán)之間產(chǎn)生非常光滑的界面。
這種涂層可以為MoS2或WS2，例如以應(yīng)用于可在干式運(yùn)行情況下進(jìn)行滾動(dòng)接觸的狀況下。
下面將參考附圖中所示的深槽式滾珠軸承對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述。


圖1中顯示了一深槽滾珠軸承1的軸向橫截面，該軸承1具有一外環(huán)2和一內(nèi)環(huán)3，它們分別設(shè)有一座圈4,5。座圈4,5與一組滾珠6滾動(dòng)接觸。這些滾珠通過(guò)一保持架7相互隔開(kāi)，保持架7含有凹槽8。
保持架7由內(nèi)環(huán)3支承。為避免保持架的渦旋，內(nèi)環(huán)3在其整個(gè)表面3上設(shè)有一涂層9。因此，不僅座圈5，而且與座圈5相鄰的支承區(qū)域10、11，以及內(nèi)環(huán)3的其余外表面均被涂敷。
在內(nèi)環(huán)3的整個(gè)外表面設(shè)置涂層具有以下優(yōu)點(diǎn)，即可以得到適宜的非剝離座圈，以及保證保持架的準(zhǔn)確非渦旋導(dǎo)向。
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)元件軸承(1)，它包括一個(gè)內(nèi)環(huán)(3)和一個(gè)外環(huán)(2)，每個(gè)環(huán)上設(shè)有一座圈(2、3)，至少一個(gè)環(huán)在座圈(5)的相對(duì)側(cè)具有支承區(qū)域(10、11)，一組滾動(dòng)元件(6)與座圈(4、5)滾動(dòng)接觸，并通過(guò)一保持架(7)相互隔開(kāi)，所述保持架(7)與所述環(huán)(2、3)的支承區(qū)域(10、11)嚙合，所述支承區(qū)域(10、11)被涂敷，其特征在于，所述至少一個(gè)環(huán)(3)在其整個(gè)表面上涂敷有可降低磨損和摩擦的彈性涂層(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承(1)，其特征在于，所述涂層(9)的厚度小于座圈(4、5)下方的一深度，在該深度處由滾動(dòng)元件(6)的滾動(dòng)所產(chǎn)生的剪應(yīng)力最大。
3.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的軸承(1)，其特征在于，所述涂層(9)包括一類(lèi)金剛石碳涂層。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的軸承(1)，其特征在于，所述涂層(9)包括含類(lèi)金剛石碳的金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸承(1)，其特征在于，所述涂層(9)包含金屬和類(lèi)金剛石碳的交替層。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的軸承(1)，其特征在于，所述涂層(9)包括氮化硼，氮化鉿或氮化鈮或碳化物。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的軸承(1)，其特征在于，所述涂層(9)包括氧化硼。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的軸承(1)，其特征在于，所述涂層(9)包括兩個(gè)涂層，它由位于鋼基材料上的一硬質(zhì)材料支承涂層和位于支承涂層上的一MoS2或WS2涂層組成。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的軸承(1)，其特征在于，所述涂層(9)的最大厚度為2μm。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求怕述的軸承(1)，其特征在于，所述涂層(9)的最大厚度為1μm。
全文摘要
一種滾動(dòng)元件軸承,它包括一個(gè)內(nèi)環(huán)(3)和一個(gè)外環(huán)(2),每個(gè)環(huán)上設(shè)有一座圈(4、5),所述環(huán)在座圈(5)的相對(duì)側(cè)具有支承區(qū)域(10、11),一組滾動(dòng)元件(6)與座圈滾動(dòng)接觸,并通過(guò)一保持架(7)相互隔開(kāi),所述保持架(7)與所述環(huán)的支承區(qū)域(10、11)嚙合,所述支承區(qū)域(10、11)被涂敷。所述至少一個(gè)環(huán)(3)在其整個(gè)表面上涂敷有可降低磨損和摩擦的彈性涂層。
文檔編號(hào)F16C33/62GK1300352SQ99806137
公開(kāi)日2001年6月20日 申請(qǐng)日期1999年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月14日
發(fā)明者博·奧洛夫·雅各布森, 厄斯塔蒂奧斯·約安尼德斯, 喬治·丁·亞烏·旺 申請(qǐng)人:Skf工程研究中心公司