CN1706980A - 滚动轴承表面绝缘层加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的滚动轴承表面绝缘层加工工艺，利用等离子非金属热喷涂工艺将涂层均匀，牢固地涂覆在轴承表面上，其包括以下步骤：先对轴承的钢质基体进行脱脂净化处理；对所有不需表面预处理的部位，用钢带或铜带进行遮蔽保护；对钢质基体表面进行喷砂预处理，将Ni－Al合金粉末喷涂到钢质基体表面；涂层材料采用Al2O3－TiO2合金，材料规格为200－360/微米，其中Al2O3占3－13％；将涂层材料喷涂到预处理过的钢质基体表面；对涂层进行封孔处理；最后对涂层进行精加工。本发明可使非金属涂层均匀，牢固地涂覆在轴承的表面上，主要作为电机配套用电绝缘轴承，具有普通轴承的所有基性能，与非绝缘轴承可互换，适用于所有常用外壳的配合，有很高的热稳定性。

Description

滚动轴承表面绝缘层加工工艺
所属技术领域
本发明属于轴承绝缘加工技术，主要涉及的是一种滚动轴承表面绝缘层加工工艺，加工出的轴承作为电机配套使用。
背景技术
近年来，随着科学技术的进步，滚动轴承的使用环境和条件日益严格，同时也趋于多样化，普通钢制轴承已难以适应特殊工况的使用要求。而电机配套轴承提前失效的原因是：轴承在使用过程中不能有效的阻止电流的侵蚀，典型的损坏是滚动体及滚道上的凹坑及波纹状凹槽。当瞬时电压超过0.5V或电流密度超过0.1A/mm2时，轴承就会失效。
解决轴承产生电蚀的对策通常采用：在轴承箱的壳体与轴承的外圈间、轴与轴承的内圈间增加一层绝缘材料，以防止电流通过轴承；或者设旁通线路让电流流向轴承外部。但此两种做法的缺点是：一是设备的体积庞大，增加了设备的投入资金；二是轴承会发生由配合引起的尺寸变化。
发明内容
本发明的目的是提出一种滚动轴承表面绝缘层加工工艺，利用该工艺可使轴承的表面绝缘层均匀，具有较高的热稳定性和较高的失效电压。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：它是利用等离子非金属热喷涂工艺将涂层均匀、牢固地涂覆在轴承表面上，其包括以下步骤：
(1)、先对轴承的钢质基体进行脱脂净化处理；
(2)、对所有不需表面预处理的部位，用钢带或铜带进行遮蔽保护；
(3)、对钢质基体表面进行喷砂预处理，将Ni-Al合金粉末喷涂到钢质基体表面；
(4)、涂层材料采用Al2O3-TiO2合金，材料规格为200-360/微米，其中Al2O3占3-13％；
(5)、将涂层材料喷涂到预处理过的钢质基体表面：采用气稳等离子热喷涂方法即用氧气和氢气产生高温将涂层材料熔化，并将熔化状态的材料粉末颗粒，高速送入等离子射束中均匀喷射到预处理的基体表面上；
(6)、涂层的封孔处理：对于轴承工作温度T≤80℃时，采用微晶石蜡对涂层进行封孔处理，对于轴承工作温度80℃≤T≤260℃时，采用环氧树脂对涂层进行封孔处理。
(7)、涂层的精加工：对喷有涂层的表面先用金刚石砂轮进行粗磨后，再用细绿碳化硅砂轮精磨，以达到轴承所需的尺寸精度和旋转精度。
上述工艺中，在对预处理后的钢质基体表面进行喷涂绝缘涂层时，喷枪喷嘴到工件的距离为0.3-0.4m，喷枪以0.5-1.0m/s的速度匀速进行。
由上所述的加工工艺，可使非金属涂层均匀，牢固地涂覆在轴承的表面上，主要作为电机配套用电绝缘轴承，具有普通轴承的所有基性能，与非绝缘轴承可互换，适用于所有常用外壳的配合，有很高的热稳定性，经测试，其失效电压达500V以上。
附图说明
附图1为圆柱滚子轴承的外圈表面绝缘涂层示意图。
附图2为球轴承的外圈表面绝缘涂层示意图。
附图3为圆柱滚子轴承的内圈表面绝缘涂层示意图。
附图4为球轴承的内圈表面绝缘涂层示意图。
图中，1、绝缘涂层，2、内圈，3、外圈。
具体实施方式
结合附图，给出本发明的实施例如下：
如附图所示，本发明所述的加工工艺是将绝缘涂层1均匀牢固地涂覆在轴承的内圈2内表面和外圈3外表面上，构成一个和电机配套用的绝缘轴承。
其包括以下具体步骤：
1、采用乳液清洗法(国标)对钢质基体进行脱脂净化处理，利用牌号LC-84低温脱脂剂，用LC-84脱脂剂15-25ml/L，焦磷酸钠2-5g/L，氢氧化钠1-5g/L，浸渍温度25-40℃，浸渍时间3-5min；
2、对所有不需表面预处理的部位，用钢带或铜带进行遮蔽保护；
3、采用喷口处压力为0.34-0.52MPa的压力式喷砂法，所使用的压缩空气必须干燥、无油，喷射方向与工件面法线之间的夹角为15°-30°喷砂嘴到工件的距离为0.1-0.3m。对钢质基体表面，用Ni-Al(95/5)合金粉末进行喷砂预处理，使金属基体与非金属涂层之间产生自粘结、粗化、帘栅屏蔽、缓冲效应，处理后的工件清洁度应达到Sa3级。
4、涂层材料：采用Al2O3-TiO2合金，材料规格为200-360/微米，其中Al2O3占3-13％；
5、采用气稳等离子热喷涂方法：用氩气和5-10％的氢气产生高达2500-2700℃的温度，将熔化状态的材料粉末颗粒，以颗粒速度600m/s的高速送入等离子射束中喷射到预处理的基体表面上，形成优质涂层。其喷嘴到工件距离为0.3-0.4m，喷枪以0.5-1.0m/s的速度匀速运行；
6、涂层进行封孔处理：轴承工作温度T≤80℃时，采用刷涂法或浸渍法用熔化的微晶石蜡对涂层进行封孔处理，而轴承工作温度80℃≤T≤260℃时，采用喷涂法或真空浸渍法用环氧树脂和X-7环氧漆稀释剂稀释，对涂层进行封孔处理。
7、涂层的精加工：对喷有涂层的表面先用金刚石砂轮进行粗磨后，再用细绿碳化硅砂轮精磨，以达到轴承所需的尺寸精度和旋转精度。

Claims (2)

1、一种滚动轴承表面绝缘层加工工艺，其特征在于：利用等离子非金属热喷涂工艺将涂层均匀，牢固地涂覆在轴承表面上，其包括以下步骤：
(1)、先对轴承的钢质基体进行脱脂净化处理；
(2)、对所有不需表面预处理的部位，用钢带或铜带进行遮蔽保护；
(3)、对钢质基体表面进行喷砂预处理，将Ni-Al合金粉末喷涂到钢质基体表面；
(4)、涂层材料采用Al2O3-TiO2合金，材料规格为200-360/微米，其中Al2O3占3-13％；
(5)、将涂层材料喷涂到预处理过的钢质基体表面：采用气稳等离子热喷涂方法即用氧气和氢气产生高温将涂层材料熔化，并将熔化状态的材料粉末颗粒，高速送入等离子射束中均匀喷射到预处理的基体表面上；
(6)、涂层的封孔处理：对于轴承工作温度T≤80℃时，采用微晶石蜡对涂层进行封孔处理，对于轴承工作温度80℃≤T≤260℃时，采用环氧树脂对涂层进行封孔处理。
(7)、涂层的精加工：对喷有涂层的表面先用金刚石砂轮进行粗磨后，再用细绿碳化硅砂轮精磨，以达到轴承所需的尺寸精度和旋转精度。
2、根据权利要求1所述的滚动轴承表面绝缘层加工工艺，其特征在于：在对预处理后的钢质基体表面进行喷涂绝缘涂层时，喷枪喷嘴到工件的距离为0.3-0.4m，喷枪以0.5-1.0m/s的速度匀速进行。
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