一种带绝缘陶瓷的电机轴及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种带绝缘陶瓷的电机轴，包括轴本体，轴本体外圈开设有环形凹槽，凹槽内覆有厚度为0.012‑0.015mm的环形绝缘陶瓷层。本发明专利技术公开了上述带绝缘陶瓷的电机轴的制备方法，包括如下步骤：将氧化铝粉末、复合玄武岩纤维、二氧化锆、二氧化铈、聚乙烯醇缩丁醛、增韧剂、致密化剂、细化剂、增粘剂球磨混料至粒径小于等于0.1μm，105‑112℃干燥得到预混料；采用砂轮对轴本体的表面进行除锈，去氧化皮使其表面光洁，然后用砂纸进行打磨，然后依次用丙酮去除油污，盐酸酸洗，乙醇冲洗，干燥得到预处理轴本体；将预混料电镀至预处理轴本体表面，精磨后涂层厚度为0.012‑0.015mm，抛光得到带绝缘陶瓷的电机轴。

【技术实现步骤摘要】
一种带绝缘陶瓷的电机轴及其制备方法
本专利技术涉及电机轴
，尤其涉及一种带绝缘陶瓷的电机轴及其制备方法。
技术介绍
轴承是电机中十分重要组成部件，极易受到损坏。轴承损伤一般有热损伤、力损伤和电损伤三种，其中又以电损伤为主。由于电机中产生的共模电压的存在会在电机转轴上产生轴电压，当轴电压击穿润滑油膜的瞬间产生较大的轴电流，轴电流的路径由电机转轴通过轴承传输到电机端盖上接地后形成回路，轴电流的危害是会在轴承的滚动体表面产生电蚀，从而破坏轴承滚道，电机也会因此产生噪音及震动或引起设备故障等质量问题。目前，防止电机轴电流一般是采用绝缘的防轴电流端盖，该结构成本较低，但绝缘层的存在会造成端盖受力状态不佳，目前绝缘层一般为环氧树脂材料，其硬度较低，一旦发生损坏，再行加工相当麻烦，提高了电机的检修成本，降低了电机的检修效率。陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎、混炼、成型、煅烧制得的材料。现有的陶瓷种类很多，现己被广泛用于化工领域、电子领域等。其中氧化铝陶瓷硬度高，且具有优异的物理化学性能，可用于防轴电流的端盖。现有技术中氧化铝制备的绝缘陶瓷端盖，若要保证高硬度的力学性能下，其表面极易出现大量的空隙与裂纹，降低了产品的耐用性能，亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种带绝缘陶瓷的电机轴及其制备方法。一种带绝缘陶瓷的电机轴，包括轴本体，轴本体外圈开设有环形凹槽，凹槽内覆有厚度为0.012-0.015mm的环形绝缘陶瓷层；r>绝缘陶瓷层原料包括：氧化铝粉末、复合玄武岩纤维、二氧化锆、二氧化铈、聚乙烯醇缩丁醛、增韧剂、致密化剂、细化剂、增粘剂。优选地，氧化铝粉末、复合玄武岩纤维、二氧化锆、二氧化铈、聚乙烯醇缩丁醛、增韧剂、致密化剂、细化剂、增粘剂的质量比为50-80：5-15：3-6：1-2：1-2：2-5：1-3：1-2：1-2。优选地，增韧剂为粒径为0.15-0.3μm的氧化钛。优选地，致密化剂为粒径为0.1-0.3μm的高岭石。优选地，细化剂为粒径0.1-0.2μm的氧化镁。优选地，增粘剂为粒径0.4-0.85μm的钼铁粉。优选地，复合玄武岩纤维的制备过程中，将玄武岩纤维、石墨烯、碳化硅混合研磨至粒径过100目筛，加入硅烷偶联剂、磷酸二氢铝、氢化丁腈橡胶、乙醇水溶液继续研磨5-15min，研磨压力为4.2-5MPa，研磨速度为1200-2000r/min，干燥得到复合玄武岩纤维。由于玄武岩纤维与石墨烯、碳化硅具有相同的主要成分，本专利技术采用石墨烯、碳化硅协同玄武岩纤维进行混合研磨，可有效提高玄武岩纤维的硬度与热稳定性，但是易产生空洞与微裂纹结构的缺陷，进一步与磷酸二氢铝、氢化丁腈橡胶进行结合，其受热发生聚合作用生成链状分子，并在高温时形成玻璃态并与氧化铝粉末、二氧化锆、二氧化铈粘结生成高热稳定产物，可有效减少绝缘陶瓷层的热膨胀，而且涂层表面致密性极高，不易产生空洞与微裂纹结构。优选地，复合玄武岩纤维的制备过程中，乙醇水溶液的质量分数为50-60％，玄武岩纤维、石墨烯、碳化硅、硅烷偶联剂、磷酸二氢铝、氢化丁腈橡胶、乙醇水溶液质量比为3-6：1-3：0.2-0.8：1-2：1-2：2-4：4-10。上述带绝缘陶瓷的电机轴的制备方法，包括如下步骤：S1、将氧化铝粉末、复合玄武岩纤维、二氧化锆、二氧化铈、聚乙烯醇缩丁醛、增韧剂、致密化剂、细化剂、增粘剂球磨混料至粒径小于等于0.1μm，105-112℃干燥得到预混料；S2、采用砂轮对轴本体的表面进行除锈，去氧化皮使其表面光洁，然后用砂纸进行打磨，然后依次用丙酮去除油污，盐酸酸洗，乙醇冲洗，干燥得到预处理轴本体；S3、将预混料电镀至预处理轴本体表面，精磨后涂层厚度为0.012-0.015mm，抛光得到带绝缘陶瓷的电机轴。本专利技术的技术效果如下所示：本专利技术采用绝缘陶瓷层可以有效地防止电流进入到轴承，在各原料的协同作用及采用上述制备方法制得的绝缘陶瓷的硬度和介电性能显著提高，可起到保护轴承，降低电机的噪音和震动的作用；而且两者结合强度高，可有效保证轴本体和绝缘层之间不会产生相对运动，保证了两者之间的稳固连接；通过电镀喷涂的方式后又采用精加工处理，可保证绝缘层稳固地、高质量地附着在轴本体上，保证电机的稳定工作，保护轴承，制备的高硬度、高耐磨性、无裂纹等缺陷的镀层，扩大了陶瓷电力材料中的应用。本专利技术采用聚乙烯醇缩丁醛与复合玄武岩纤维复配，通过调节配比可有效克服轴本体与绝缘陶瓷层不易润湿的缺点，形成的涂层粘附性更好，不会产生脱层，热匹配性能极好，界面间的结合强度极高，而且涂层厚度可控。本专利技术相对于其他方法成本低廉、粘附性好、涂层表面均匀、工艺简单、更适用于工业化生产。本专利技术绝缘陶瓷层的厚度为0.012-0.015mm，涂层结构致密，涂层具有均匀的微细颗粒组织，涂层致密，气孔率低，孔隙率≤0.18％；绝缘陶瓷层与电机轴金属基材结合强度高，硬度可达HRC60-70，其介电击穿强度达到120kV/mm，最高使用温度达到550℃，粘附力可达0级(GB/T31586.2)。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。实施例1一种带绝缘陶瓷的电机轴，包括轴本体，轴本体外圈开设有环形凹槽，凹槽内覆有厚度为0.012mm的环形绝缘陶瓷层；绝缘陶瓷层原料包括：氧化铝粉末80份，复合玄武岩纤维5份，二氧化锆6份，二氧化铈1份，聚乙烯醇缩丁醛2份，粒径为0.15μm的氧化钛5份，粒径为0.1μm的高岭石3份，粒径0.1μm的氧化镁2份，粒径0.4μm的钼铁粉2份。复合玄武岩纤维的制备过程中，将3份玄武岩纤维、3份石墨烯、0.2份碳化硅混合研磨至粒径过100目筛，加入2份硅烷偶联剂、1份磷酸二氢铝、4份氢化丁腈橡胶、4份质量分数为60％的乙醇水溶液继续研磨5min，研磨压力为5MPa，研磨速度为1200r/min，干燥得到复合玄武岩纤维。上述带绝缘陶瓷的电机轴的制备方法，包括如下步骤：S1、将氧化铝粉末、复合玄武岩纤维、二氧化锆、二氧化铈、聚乙烯醇缩丁醛、氧化钛、高岭石、氧化镁、钼铁粉送入球磨机中，在球磨机中放入助磨钢球进行球磨混料，其中球磨机转速为800r/min，球磨混料至粒径小于等于0.1μm，送入烘干机中干燥，干燥温度为105℃，得到预混料；S2、采用砂轮对轴本体的表面进行除锈，去氧化皮使其表面光洁，然后用砂纸进行打磨，然后依次用丙酮去除油污，盐酸酸洗，乙醇冲洗，干燥得到预处理轴本体；S3、将预混料电镀至预处理轴本体表面，精磨后涂层厚度为0.012mm，抛光得到带绝缘陶瓷的电机轴。本实施例所得电机轴的绝缘陶瓷层孔隙率为0.14％，硬度为63，介电击穿强度为106kV/mm，最高使用温度为544℃，粘附力为0级。实施例2一种带绝缘陶瓷的电机轴，包括轴本体，轴本体外圈开设有环形凹槽，凹槽内覆有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带绝缘陶瓷的电机轴，其特征在于，包括轴本体，轴本体外圈开设有环形凹槽，凹槽内覆有厚度为0.012-0.015mm的环形绝缘陶瓷层；/n绝缘陶瓷层原料包括：氧化铝粉末、复合玄武岩纤维、二氧化锆、二氧化铈、聚乙烯醇缩丁醛、增韧剂、致密化剂、细化剂、增粘剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种带绝缘陶瓷的电机轴，其特征在于，包括轴本体，轴本体外圈开设有环形凹槽，凹槽内覆有厚度为0.012-0.015mm的环形绝缘陶瓷层；
绝缘陶瓷层原料包括：氧化铝粉末、复合玄武岩纤维、二氧化锆、二氧化铈、聚乙烯醇缩丁醛、增韧剂、致密化剂、细化剂、增粘剂。


2.根据权利要求1所述带绝缘陶瓷的电机轴，其特征在于，氧化铝粉末、复合玄武岩纤维、二氧化锆、二氧化铈、聚乙烯醇缩丁醛、增韧剂、致密化剂、细化剂、增粘剂的质量比为50-80：5-15：3-6：1-2：1-2：2-5：1-3：1-2：1-2。


3.根据权利要求1所述带绝缘陶瓷的电机轴，其特征在于，增韧剂为粒径为0.15-0.3μm的氧化钛。


4.根据权利要求1所述带绝缘陶瓷的电机轴，其特征在于，致密化剂为粒径为0.1-0.3μm的高岭石。


5.根据权利要求1所述带绝缘陶瓷的电机轴，其特征在于，细化剂为粒径0.1-0.2μm的氧化镁。


6.根据权利要求1所述带绝缘陶瓷的电机轴，其特征在于，增粘剂为粒径0.4-0.85μm的钼铁粉。


7.根据权利要求1-6任一项所述带绝缘陶瓷的电机轴，其特征在于，复合玄武岩...

【专利技术属性】
技术研发人员：林波，叶灵荣，林娜，金新兵，叶云兰，
申请(专利权)人：中擎电机有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34