[发明专利]推力轴承及制备方法

说明书

本发明属于轴承制备领域，具体涉及一种推力轴承及制备方法。推力轴承包括碳化钨制作的轴承层和对称设置在所述的轴承层两侧的金属网层以及附着在所述的金属网层上的金刚石层。本申请在轴承的表面添加一层或者多层金刚石层，可以提高轴承的耐磨性。金属网的设置，控制金刚石的分布，能够使金刚石的加入量降低，耐磨性能更有效的利用。

技术领域

本发明属于轴承制备领域，具体涉及一种推力轴承及制备方法。

背景技术

石油、煤矿用压力轴承，在钻采或者钻进过程起到承载轴向载荷的作用，轴承与轴承之间纯滑动运行，在钻进过程中承受轴向重载，随螺杆旋转相互滑动运动，此工作形式对轴承的耐磨性能提出很高的要求，常规的轴承，使用碳化钨配合钎焊料烧结制作，石油钻具特别是煤矿用无磁钻具，钻进单支超过5000米，往往中途由于轴承磨损超过尺寸公差后需要拆卸更换，价格昂贵的有复合片轴承，将复合片镶入基体，复合片和复合片之间相对滑动，耐磨性会有大幅度提升，但是由于单支造价相当高，使得复合片轴承的使用受到限制，目前在石油或者煤矿等等行业，复合片轴承的使用没有规模化，本发明设计了一种成本低，耐磨性良好的推力轴承。

发明内容

本发明的目的在于提供一种推力轴承及制备方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种推力轴承，包括碳化钨制作的轴承层和对称设置在所述的轴承层两侧的金属网层以及附着在所述的金属网层上的金刚石层。

一种制备所述的推力轴承的方法，包括下述步骤：

1)将金属网切割成与轴承匹配的形状，将金刚石粘结到所述的金属网上；

2)石墨模具底部放置一层结晶钨或者碳化钨粉末，之后放入步骤1)得到的粘结有金刚石的金属网片；金刚石颗粒面朝下；烧结模具根据设计采用石墨模具，一方面石墨强度较低烧结后可以方便去除模具，石墨耐高温，能够在高温下完成烧结。再者石墨在烧结过程中少部分石墨会燃烧，生成CO和CO2能够有效的反应掉炉中的氧，同时起到还原和保护的作用，防止金刚石碳化。

3)填充铸造轴承碳化钨粉至所需高度；放置另一片粘结有金刚石的金属网片；金刚石颗粒面朝上，之后在最上部填充结晶钨或者碳化钨粉末，得到轴承混合物；铸造轴承碳化钨可以采用60-80目，80-200目，60-325目，或者数种铸造碳化钨混合。

4)加入合金焊料填充碳化钨粉末或者结晶钨之间的缝隙,烧结，冷却,脱模，磨削成型即得。烧结完毕，将石墨模具清除，随后将上层多余的钎料车削掉，经过磨削加工即可得到成品。金刚石通钢网过载体充分分散到了上下两个表面，能够有效的发挥耐磨性，降低金刚石颗粒用量，降低成本。

步骤2)中结晶钨或者碳化钨粉末的层高为0.1-0.2mm；步骤3)中结晶钨或者碳化钨粉末的层高为0.1-0.5mm。金刚石颗粒碳化的温度在750℃左右，但是在有其他粉末保护和低氧含量的气氛情况下碳化的情况会大大缓解，上层的结晶钨或者碳化钨一方面能够起到预留加工量的作用，另一方面能起到一定隔绝氧的作用，石墨模具中的石墨本身具有还原性，能有效的防止氧与金刚石作用，所以在常规的烧结炉中就能够进行烧结，当然根据需要，可以考虑使用惰性气氛保护炉或者真空炉，烧结效果会更优异。

所述的金刚石为包覆型的金刚石颗粒，外层包覆有Ni、Ti或者Si。金刚石与一些金属有一定的浸润性，但是为了提升与金属钎料的结合，可以采用包覆型金刚石颗粒，如外层包Ni，或者包Ti，或者包覆Si等等甚至有的金刚石颗粒包覆2层或者多层金属外衣。所述的金刚石粘结在金刚网上可以为1层、2层或者多层。

所述的合金焊料包括金属钎料以及助焊剂；所述的金属钎料以铜合金为基体；可以为Cu-Mn-Zn或者Cu-Ni-Mn-Zn。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：