[发明专利]滚动轴承及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有陶瓷覆膜的滚动轴承，特别涉及绝缘性能及对酸、 碱等药品的耐腐蚀性及耐药性优异的滚动轴承及其制造方法。

背景技术

用于铁道车辆的主电动机的滚动轴承，在把主电动机的电流从车 轮往轨道接地的接地用集电装置不完全的情况下，主电动机的电流通 过滚动轴承的内外圈及滚动体在车轮和轨道间流动。此时，在轴承滚 动体和外圈滚动面之间或内圈滚动面之间产生放电，有时在放电部分 产生电腐蚀。

作为防止这样的电腐蚀的有效的手段，一直以来，众所周知在轴 承轨道圈的外表面形成陶瓷等的绝缘体的溶射覆膜。

在高分子材料制造设备、液晶用膜制造装置等的化学装置设备中， 存在使用各种酸、碱等药品的各种处理装置。在其中在搅拌或搬送用 等使用的滚动轴承，因为接触各种酸或碱等药品，使得轴承构成材料 产生腐蚀、膨润、溶解、分解等的品质劣化，所以存在寿命比较短的 问题。在构成这样的轴承的内圈、外圈、滚动体及保持器上，一般使 用具有耐腐蚀性或耐药性的不锈钢、陶瓷及树脂等。但是，不锈钢不 一定是万能的，可适用的酸、碱等的药品是有限的。另外，陶瓷对酸、 碱等药品有优异的耐腐蚀和耐药性但存在高价的问题。

近年来，通过选定具有机械强度或滑动性的种类或者选择对各种 的酸、碱等的药品具有耐腐蚀和耐药性的种类等，树脂在腐蚀环境、 使用各种药品的环境等领域广泛使用。

一直以来，作为合成树脂制滚动轴承，众所周知至少有外圈由聚 酰亚胺材料构成的滚动轴承(参照专利文献1)、轨道圈由弯曲弹性率 在2000～6000MPa的范围的聚本撑硫化物(以下记为PPS)树脂等的 聚多芳硫化物系树脂形成的树脂制滚动轴承(参照专利文献2)、在内 圈及外圈的产生滚动摩擦或滑动摩擦的表面等形成聚四氟乙烯(以下 记为PTFE)树脂的润滑覆膜的滚动轴承(专利文献3参照)等。

另外，众所周知，还具有以下的滚动轴承(参照专利文献4)，其 在构成滚动轴承的部件中，在至少产生滚动摩擦或滑动摩擦的表面上， 压接含有结晶性的高分子量PTFE树脂的覆膜形成部件，通过在两者 之间施加滑动而在上述表面形成PTFE树脂的固体润滑覆膜。

但是，上述这样的内圈或外圈的滚动面是树脂制的滚动轴承，与 钢制的相比一般耐负荷性差，因为通过比形成滚动面的树脂硬的滚动 体的转动，滚动面的摩耗明显，滚动轴承的耐久性不充分，所以存在 可适用的用途受到限制的问题。

另外，作为对钢制的内圈、外圈施加耐腐蚀和耐药性的方法，一 直以来，众所周知有在轴承轨道圈的外表面形成陶瓷等具有耐腐蚀和 耐药性的溶射覆膜的方法。

但是，在使用溶射技术在轴承的外径面及宽度面设置陶瓷层的方 法中，为了防止热处理而硬化的轴承钢由溶射加工时的热产生回火， 必须在冷却工件的同时成膜陶瓷层，非常繁杂，导致生产率降低。进 而，若想用溶射法在轴承外径面及宽度面设置陶瓷层，则作为基底处 理必须预先溶射镍铝等层，这也是造成生产率降低的原因。

另外，用溶射法得到的陶瓷层，因为成为多孔质，所以由结露等 使水分侵入陶瓷层内。其结果，发生绝缘电阻的降低或耐腐蚀和耐药 性的降低。因此，有必要对陶瓷层内的空孔进行封孔处理来防止浸入 水分。关于封孔处理，众所周知有使用封孔处理剂的方法(参照专利 文献5)，该封孔处理剂含有从由合成树脂、重合性有机溶剂及氟系界 面活性剂及含有全氟基的有机硅化合物构成的组中选出的至少一种； 另外还有把由浸透性良好的绝缘树脂构成的封孔处理层作为下层，把 由浸透性不完全的绝缘树脂构成的封孔处理层作为上层，利用如此形 成的组合层来进行封孔的方法(参照专利文献6)等。但是，使用这 些封孔处理方法时存在成本非常高的问题。

另外，由溶射法得到的陶瓷层，即使为了得到绝缘性而在原料粉 中使用α氧化铝，由于溶射过程的高温也会转变成绝缘性差的γ氧化 铝。为此，该方法必须通过加厚膜厚以确保绝缘性，成本高。

专利文献1：(日本)特开平7-279973号公报

专利文献2：(日本)特开平10-47355号公报

专利文献3：(日本)特开平8-93774号公报

专利文献4：(日本)特开平5-106638号公报

专利文献5：(日本)特开2003-183806号公报

专利文献6：(日本)专利第3009516号公报

发明内容