[发明专利]大尺寸氮化硅轴承球的烧结方法和大尺寸氮化硅轴承球的制备方法

说明书

本发明涉及一种大尺寸氮化硅轴承球的烧结方法和大尺寸氮化硅轴承球的制备方法，属于大尺寸氮化硅轴承球技术领域。本发明的大尺寸氮化硅轴承球的烧结方法，包括以下步骤：将待烧结的氮化硅球形生坯放置在托持装置上，托持装置具有对氮化硅球形生坯的下部球面进行托持的托持面，氮化硅球形生坯在下部球面被托持的条件下进行烧结，得到氮化硅轴承球烧结坯。该方法通过支撑烧结的方式对大尺寸氮化硅轴承球进行烧结，这种托持下烧结可缓解大尺寸氮化硅轴承球变形，得到的氮化硅轴承球烧结坯的尺寸精度高，表面质量好，大大提高了加工精度，为后续大尺寸高精度轴承球的加工建立基础，适应于风电轴承等需要大尺寸氮化硅轴承球的应用领域。

技术领域

本发明涉及一种大尺寸氮化硅轴承球的烧结方法和大尺寸氮化硅轴承球的制备方法，属于大尺寸氮化硅轴承球技术领域。

背景技术

风电轴承使用时所处的环境恶劣，且安装维护、维修不便，使其对轴承零部件的质量要求更为严格，尤其是用于偏航和变浆的风电轴承，在运行中将承受很大的交变载荷，运行中的每个轴承球所承受的压力时刻都在变化，且同一时间、同一轴承内的各个轴承球所承受的压力也相差悬殊。因此，风电轴承生产企业都对轴承球的硬度、压碎负荷比做出了特殊要求。

氮化硅材料具有耐高温、长寿命、低发热、低热膨胀、高刚度、无磁性和绝缘性等优异的综合性能，可以承受钢制材料难以胜任的严酷工作环境，因此，氮化硅材质的轴承球乃至氮化硅全陶瓷轴承越来越广泛地应用于航空航天、核能、冶金和化工等领域，以氮化硅为材质的轴承球适于风电轴承。

风电轴承等领域所使用的轴承球是大尺寸轴承球，即直径为25mm～100mm的轴承球，氮化硅材质的大尺寸轴承球的烧结变形很大，在烧结时易变形，不易保持尺寸精度，不利于后续高精度轴承球的加工。如专利CN101538162A公开了一种氮化硅陶瓷材料的制备方法，该方法直接压制成球形的氮化硅球形生坯，然后对球形的氮化硅球形生坯直接进行烧结，该方法对氮化硅轴承球烧结时，没有有效的措施来缓解氮化硅轴承球在烧结过程中的变形，不利于制备大尺寸的高精度轴承球。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大尺寸氮化硅轴承球的烧结方法，该烧结方法能够有效缓解烧结过程中大尺寸氮化硅轴承球的形变，有利于得到大尺寸的高精度轴承球。

本发明的目的还在于提供一种大尺寸氮化硅轴承球的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种大尺寸氮化硅轴承球的烧结方法，包括以下步骤：将待烧结的氮化硅球形生坯放置在托持装置上，所述托持装置具有对氮化硅球形生坯的下部球面进行托持的托持面，所述氮化硅球形生坯在下部球面被托持的条件下进行烧结，得到氮化硅轴承球烧结坯。

本发明的大尺寸氮化硅轴承球的烧结方法，通过支撑烧结实现了大尺寸氮化硅轴承球的毛坯加工，该方法将待烧结的氮化硅球形生坯放置在托持装置上，使得氮化硅球形生坯在下部球面被托持的条件下进行烧结，这种托持下烧结可有效缓解烧结过程中，氮化硅球形生坯在重力作用下垮塌，产生较大形变，从而减少大尺寸氮化硅轴承球变形，得到的氮化硅轴承球烧结坯的尺寸精度高，表面质量好，大大提高了加工效率，为后续高精度轴承球的加工建立基础，适应于风电轴承等需要大尺寸氮化硅轴承球的应用领域。

直径在25mm～100mm范围内的大尺寸氮化硅轴承球采用常规方法进行烧结时，烧结过程中变形较大，不利于得到高精度轴承球，本发明的大尺寸氮化硅轴承球的烧结方法适应于直径在25mm～100mm范围内的大尺寸氮化硅轴承球，烧结得到的氮化硅轴承球具有较优的圆度，此外，本发明的烧结方法也可用于烧结25mm以下的氮化硅轴承球，且不比常规方法效果差。

考虑到氮化硅球形生坯将在烧结过程中进行收缩，本领域技术人员可以根据收缩的程度和要制备的大尺寸氮化硅轴承球的直径确定烧结前的氮化硅球形生坯的直径，氮化硅球形生坯的直径是要制备的大尺寸氮化硅轴承球直径的1.2～1.3倍。