一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺的制作方法

文档序号:24624020发布日期:2021-04-09 20:30阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺,其特征在于,具体加工方法如下:

1)将碳纤维均匀缠绕在石墨框上,将形成的纤维预制体置于化学气相沉积反应炉内,先驱体源物质为丙烯,氩气为稀释气体,沉积温度为900-950℃,沉积时间4-6min,待处理结束后,将表面沉积有热解炭界面层的碳纤维预制体置于管式炉中,在氩气气氛中,1800-1830℃热处理1-2h,随炉冷却至室温,将碳纤维从石墨框取下,粉碎研磨后得到预处理碳纤维粉末;

2)将待处理滚动轴承元件经超声波清洗后放入加热炉中进行烘干加热,加热温度为200-230℃,加热时间30-50min,将加热后的轴承元件的温度维持在150-170℃,向高能喷丸机中弹丸仓内加入适量的预处理碳纤维粉末,然后对轴承元件进行喷丸处理,待喷丸结束后,再次对轴承元件进行超声清洗,得到预处理轴承元件;

3)将液态超支化聚碳硅烷涂刷在预处理轴承元件表面,然后将其置于交联裂解炉中,抽真空置换高纯氩气3-4次,然后升温至170-190℃,并保温处理5-6h,然后再以同样的升温速率升温至870-900℃,保温处理2-3h,随炉冷却至室温,再转移至cvi反应炉中,先驱体源物质为三氯甲基硅烷,稀释气体为氩气,载气为氢气,浸渗温度为1130-1160℃,浸渗时间2-3h,随炉冷却至室温,得到半成品轴承元件;

4)采取氩离子束溅射沉积与磁过滤阴极弧等离子体共沉积技术,在半成品轴承元件表面形成沉积层,其中离子束溅射靶为α-氮化硅,氩气流量控制在8-10sccm,溅射离子枪束流为50-70ma,磁过滤阴极弧靶材为钛靶,反应气体采用氦、氩混合气,其中氩气流量7-9sccm,氦气流量为20-23sccm,出口线圈电流为1.5-1.8a,源头线圈电流为0.25-0.28a,磁过滤线圈电流为3-5a,阴极电流为70-75a,待处理结束后恢复常压、冷却,即可完成轴承元件的加工处理。

2.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺,其特征在于,工艺步骤1)中,所述碳纤维缠绕时,要保证碳纤维处于拉紧状态,并且碳纤维不会有破损;所述石墨框由高纯石墨制成;所述丙烯的流量为10-15sccm,氩气的流量为80-100sccm;所述预处理碳纤维粉末的粒度为100-150nm。

3.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺,其特征在于,工艺步骤2)中,所述预处理碳纤维粉末的添加量占弹丸总重量的8-12%;所述弹丸的直径为0.8-1.2mm;所述超声清洗的介质为丙酮,清洗时间10-15min,清洗温度20-25℃。

4.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺,其特征在于,工艺步骤2)中,所述高能喷丸处理的工艺参数如下:喷嘴距离轴承元件的距离为40-50mm,空气压力为0.5-0.7mpa,喷丸时间100-130min。

5.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺,其特征在于,工艺步骤3)中,所述液态超支化聚碳硅烷的平均分子式为-[sihrch2]n-,其中r为氢原子、烷基、烯基、炔基等有机基团,n为液态超支化聚碳硅烷的平均聚合度,且n≥3。

6.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺,其特征在于,工艺步骤3)中,所述升温速率为1-2℃/min;所述氩气流量为100-120sccm,氢气流量为20-30sccm;所述氢气与三氯甲基硅烷的摩尔比为8-10:1。

7.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺,其特征在于,工艺步骤4)中,所述工作气压为1x10-1-2x10-1pa,温度为120-130℃,沉积时间130-150min。


技术总结
本发明公开了一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺,涉及轴承加工技术领域,具体工艺方法如下:1)加工制得预处理碳纤维粉末;2)对轴承元件进行加工预处理;3)制得半成品轴承元件;4)在半成品轴承元件表面形成沉积层,即可获得成品的轴承元件。本发明提供的加工处理工艺,使得轴承元件在运行过程中,在载荷作用下不易出现微裂纹的萌生以及扩展,从而使得滚动轴承的疲劳寿命得到显著提升。

技术研发人员:戴宇凯;周成武
受保护的技术使用者:蚌埠飞宇轴承有限公司
技术研发日:2020.12.16
技术公布日:2021.04.09
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