[发明专利]滚动轴承表面低温液体渗硫方法

说明书

涉及领域：

本发明涉及滚动轴承表面处理技术领域，是一种用于滚动轴承内部各滚动、滑动表面之间减磨、抗磨的低温液体渗硫方法。

背景技术：

随着滚动轴承应用范围的进一步扩大，应用于冶金、建筑、石油等方面的轴承使用环境恶劣，处于高温、高湿、高粉尘环境中，加之冲击负荷大，线速度高，润滑条件恶劣实际情况，采用原常规工艺生产的轴承使用寿命短、更换时费时费工，直接影响工作效率，同时造成了成本增加。国外渗硫多采用电解法，由于产生氰化物污染大，还具有改变表面精度和表面粗糙度等缺点。发明名称为氮碳共渗和中温离子硫复合处理方法，专利号为97125869.4，授权公告号CN10492525C的发明专利公开了渗氮、碳、硫为一步完成的方法，其中渗硫工艺工件的温度为200℃-400℃，该工艺消耗能源高，而且在高温加热时，工件容易变形，成品率降低，不能满足轴承工艺要求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种滚动轴承表面低温液体渗硫的工艺方法，该方法不改变被处理轴承零件(轴承内圈、外圈、滚动体，保持架)的粗糙度、精度、硬度及金相组织，离子进入轴承零件表面内，形成自润滑层和基体浑然一体，抗咬合性优良。

滚动轴承表面低温液体渗硫原理：利用复合催化剂和温度的联合作用，使工件表面形成FeS和Fe₂S达到渗硫目的。其反应方程式如下：

渗硫后形成的FeS是一种多孔的易滑移的物质，属6方晶系，这种层状体结构，层间易滑移，因而具有良好的自润滑性能，此外FeS的多孔性，使渗硫层具有吸附润滑油的作用，容易形成不易压破的油膜，而且可以部分清除摩擦时的分子咬合力，所以渗硫层不论是湿摩擦或干摩擦都具有良好的减磨作用.由于渗硫是在100℃-200℃度液体中进行，整个渗硫过程相当于给轴承零件进行了一次附加回火，回火后使零件组织更加细化、均匀，从而提高了轴承的抗磨和抗冲击性能，延长了轴承的使用寿命。

具体方法是将成品轴承零件(轴承内、外圈，滚动体、保持架等)进行预处理后，然后置于盛有渗剂及催化剂的坩锅中加热至设定温度，并保持3个小时以上，由于催化剂和加热的共同作用，使工件中的Fe离子和液体中的S离子进行结合，进入金属基体表面，形成渗硫层。

滚动轴承表面低温液体渗硫工艺方法包括以下步骤：

1)、待渗硫轴承成品零件(轴承内圈、外圈、滚动体保持架)进行预处理。即：脱脂→酸洗→中和清洗→出水干燥

2)兑制渗剂并充分搅拌均匀

3)待渗硫的轴承零件分类置入渗炉后，边搅料，边升温至设定温度。

4)保温结束后充分搅拌出炉。

5)出炉后热水煮沸，然后冷水冲洗风干。

6)渗硫后的轴承零件进入轴承常规装配工艺过程。

7)主要技术参数

(1)加热温度100℃-200℃

(2)保温时间3小时以上

(3)渗剂成分(NH₂)₂Co+(NH₂)₂CS+S

(4)渗剂配比(NH₂)₂Co 39.8％～60％

           (NH₂)₂CS 60％～37％

              S    0.2％～3％

本发明的优点是：与其他渗硫方法相比，渗硫工艺温度低，节省能源，设备简单，可操作性强，渗硫后产品可靠性和寿命提高3-5倍，与电解法相比无氰化物，对操作工人身体健康和环保有利，工件尺寸精度、粗糙度不改变，不影响基层金相组织和硬度。

具体实施方式：

实施例1

本实施例中以30203圆锥滚子轴承为例，对轴承零件进行渗硫处理。3023轴承内圈、外圈、滚动体GCr15材料，保持架为08钢。

1)先将各成品零件进行预处理。脱脂、酸洗、中和、清水清洗、出水干燥。

2)调制渗剂并搅拌均匀

(NH)₂Co  39.8％～60％+(NH)₂Cs  60％～37％+S 0.2％-3％

3)将被渗工件置入渗炉内，接通电源升温，每15分钟搅拌一次，到设定200℃

4)保温3小时，结束后充分搅拌出炉

5)出炉后热水煮沸，然后冷水冲洗风干。

6)渗流后的轴承零件进入轴承常规装配工艺过程。在某钢铁企业试用。其耐磨性、抗咬合性、抗冲击性及自润滑性能较国产轴承有十分显著提高，使用寿命比原常规工艺生产的轴承提高3倍以上。