[发明专利]一种陶瓷球轴承套圈的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷球轴承套圈的生产工艺，属于轴承领域。

背景技术

球轴承是滚动轴承的一种，球滚珠装在内钢圈和外钢圈的中间，能承受较大的载荷。其中，陶瓷球轴承因其独特的特点及广泛的应用领域而备受关注。目前，应用较多的为氮化硅陶瓷球轴承。它的优点是：极限转速高、精度保持性好、启动力矩小、陶瓷球轴承刚度高、干运转性好、寿命长，非常适合于在高速、高温以及腐蚀、辐射条件下保持高精度、长时间运转。此外，氮化硅陶瓷的硬度比轴承钢高1倍，弹性模量约高1/3，在相同载荷的条件下，氮化硅陶瓷的弹性变形小，所以，使用陶瓷球轴承的机床主轴具有良好的运转精度。为了保证陶瓷球轴承的运行精度和使用寿命，对陶瓷球球形度的要求极高，同时由于其本身为高强度材料，对其进行研磨则更加困难。

氮化硅陶瓷球轴承的套圈一般采用铬钢材料制成，由于氮化硅陶瓷球轴承一般用于高速旋转的工作环境下，同时对其运行精度要求高，为了稳定运行，需要其内外套圈具有较低的粗糙度。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷球轴承套圈的生产工艺，该工艺包括套圈加工成型和研磨抛光的工艺，所述研磨抛光的方法包括粗磨、精磨和超精磨的步骤，该方法中各个研磨阶段的研磨剂包括粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂。这些研磨剂在研磨各个阶段中配合使用，可达到研磨效率高，对陶瓷本体污染少，提高研磨效率、减少研磨时间的效果。

一种陶瓷球轴承套圈的生产工艺，按下述工艺步骤进行：

①加工成型：采用机床将坯料车加工成环形后进行冷碾扩工艺，所述冷辗扩工艺将套圈基本加工成型，采用热处理和深冷处理：热处理淬火硬度HRC60~63，深冷温度控制在零下60℃~零下90℃；

②研磨抛光：经过冷碾扩工艺的工件进行初磨以及精磨工艺，对套圈的平面、外径、内孔、沟道进行磨加工，达到零件的尺寸精度；最后进行超精研磨工序，对轴承套圈的沟道进行超精研磨，降低沟道的粗糙度和提高沟道的圆度，其粗糙度小于0.015Ra，所述研磨抛光的步骤按下述方法进行：

I．粗磨：对套圈的平面、外径、内孔和沟道进行粗磨；所述粗磨研磨剂中，氧化铝颗粒的粒度为100~200μm，所述氧化铝颗粒为球形，其圆球度为0.5~0.6；

II．精磨：对套圈的平面、外径、内孔和沟道进行精磨；所述精磨研磨剂中，氧化铝颗粒的粒度为5~50μm，所述氧化铝颗粒为球形，其圆球度为0.6~0.65；

III．超精磨：对套圈的沟道进行超精磨；所述超精磨研磨剂中，氧化铝颗粒的粒度为0.1~5μm，所述氧化铝颗粒为球形，其圆球度为0.65~0.75。

本发明所述“圆球度”指氧化铝颗粒的形状与球体相似的程度。

本发明所述陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂与研磨基质的质量比为1:1~1:4。

本发明所述陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述基质为水或煤油。

本发明所述陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂中，氧化铝颗粒占研磨剂质量的5%~50%。

本发明所述陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂，按质量百分比，由下述组分组成：

本发明所述陶瓷球轴承套圈的生产工艺进一步优选所述粗磨研磨剂、精磨研磨剂和超精磨研磨剂，按质量百分比，由下述组分组成：

本发明所述陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述分散剂为乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油中的至少一种。

本发明所述陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述粗磨研磨剂中，氧化铝颗粒中粒度为100~150μm的氧化铝颗粒的质量至少占氧化铝颗粒总质量的40%~80%，进一步优选为占氧化铝颗粒总质量的60%~80%。

本发明所述陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述精磨研磨剂中，氧化铝颗粒中粒度为10~20μm的氧化铝颗粒的质量至少占氧化铝颗粒总质量的40%~80%，进一步优选为占氧化铝颗粒总质量的60%~80%。

本发明所述陶瓷球轴承套圈的生产工艺优选所述超精磨研磨剂中，氧化铝颗粒中粒度为0.5~2μm的氧化铝颗粒的质量至少占氧化铝颗粒总质量的40%~80%，进一步优选为占氧化铝颗粒总质量的60%~80%。

上述三种研磨剂优选按下述方法制备：

一种研磨剂的制备方法，包括下述工艺步骤：

①原料称量：按比例精确称量原料，并过滤；