陶瓷涂层绝缘轴承及其制备方法技术

一种陶瓷涂层绝缘轴承及其制备方法，属于滚动轴承技术领域。包括内圈、外圈和位于所述内、外圈之间的滚件，特征在于在所述的外圈朝向外的表面以及外圈的上、下表面各具有陶瓷绝缘层。提供的陶瓷涂层绝缘轴承的陶瓷绝缘层具有良好的耐磨性、绝缘性和绝缘强度，耐电压强度可达１００００－１２０００Ｖ／ｍｍ；提供的制备方法工艺步骤少，制备条件不苛刻，不仅可以保障所述陶瓷涂层绝缘轴承的技术效果，而且适合于工业化批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于滚动轴承
，具体涉及一种陶瓷涂层绝缘轴承，并且还涉及陶瓷涂层绝缘轴承的制备方法。
技术介绍
绝缘轴承在并不限于的以下行业的应用十分广泛，如铁路行业用于铁路车辆牵引电机，又如电力行业用于风力发电机的电机，再如，煤炭行业用于井巷设施及运煤设施的电机，等等。如业界所知之理，与电机配套的轴承产生提前失效的一大原因是由电流侵蚀所致，例如当电压超过0. 5V和/或电流密度超过0. lA/mm2时，轴承的使用寿命会受到严重影响。更具体地讲，主轴和轴承上因感应电流导致的电火花导致轴承表面腐蚀，在金属材质的轴承表面形成凹坑和皱褶等现象，该现象即为电蚀。传统的处置方式是强化检查，及时更换，然而，由于这种处置方式属于治表而非治本的既浪费资源又影响设备正常运行的消极处置方式，又由于近几年来大容量变频控制系统、变频器以及电动发电机等的大量使用，因此迫使人们对轴承自身结构的绝缘问题加以考虑。 在市场见诸的由烧结工艺所得到的全陶瓷绝缘轴承虽然能够避免电蚀，但是由于烧结陶瓷的机械性能以及可加工性能较差，使精度和可靠性倶受制约。此外，在陶瓷轴承的制造过程中，成品合格率较低，使价格昂贵，而且全陶瓷轴承的制造所消耗的能源较大，与目前全社会崇尚的节约型节能型经济精神相悖。 绝缘轴承在文献特别是中国专利文献中已有报道，如技术专利授权公告号CN200973040Y介绍了一种电机用绝缘轴承套，其是在轴承内圈(专利称内套)的外圆周上设置环状台阶，在轴承内套的外侧面和端面上开设定位槽(燕尾槽)将绝缘体填充到定位槽内。该专利方案通过在轴承内套与外套之间即内圈与外圈之间设置绝缘层达到防止通过轴承和转子的轴电流产生，延长滚动轴承的使用寿命。但是该方案加工麻烦，因为需要对内、外套本身实施机械加工，又，绝缘体与内、外套的结合效果较为脆弱，并且容易磨损绝缘体。又如专利技术专利授权公告号CN10052009C提供了一种绝缘轴承装置的绝缘方法，该专利申请方案是将轴承与轴承装置上的紧固件接触的部位设置绝缘层，该方案虽有说明书第1页最后一段所述的长处，但整个工艺较为复杂，制造效率低而不利于工业化批量生产。 专利技术专利申请公开号CN1706980A披露了一种滚动轴承表面绝缘层加工工艺，该专利方案能够弥补前两项专利的欠缺，具体可参见该专利申请文件的说明书第2页第8-11行对技术效果的表述。但是，细阅该专利申请(CN1706980A)可发现以下缺憾一是由于其采用的涂层材料为Al203-Ti02 (说明书第1页倒数第4-5行)，因此，绝缘性能并不能达到人们所期取的效果；二是再现性即工业上的应用性存在障碍，例如该方案的工艺步骤(5)教导了使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处理的基体表面上(说明书第1页最后一段)，而氧气和氢气是不足以产生高温的，因此该方案存在实施上的困惑，尽管在实施例如说明书第3页第5-6行提及了用氩气和氢气，但依然容易给领域内的技术人员造成无所适从的困惑。还有，喷枪喷嘴与工件的距离为0. 3-0. 4m即30-40cm的选择有失合理性，该距离很难实施有效喷涂；三是Al203-Ti02与工件表面的结合表现为间接结合，因为方案需先对钢质基体表面喷涂Ni/Al涂层，即在钢质基材表面先形成过渡层(见该专利申请的工艺步骤3)，而后将Al203-Ti02喷涂到过渡层上，可见，作为绝缘涂层的八1203-1102由于与钢质基体之间并不是直接结合，存在工艺冗长之虞。 鉴于上述已有技术，有必要加以改进，本申请人经过了长期的探索，找到了解决上述技术方案所存在的不足的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种耐磨性好、绝缘性能优异、耐电压强度高和抗电蚀效果理想的陶瓷涂层绝缘轴承。 本专利技术的还要任务在于提供一种陶瓷涂层绝缘轴承的制备方法，该方法既可确保绝缘涂层与基体之间的结合强度，又可便于磨削加工而藉以保证所述陶瓷涂层绝缘轴承的技术效果的全面体现。 本专利技术的任务是这样来完成的，一种陶瓷涂层绝缘轴承，包括内圈、外圈和位于所述内、外圈之间的滚件，特征在于在所述的外圈朝向外的表面以及外圈的上、下表面各具有陶瓷绝缘层。 在本专利技术的一个具体的实施例中，所述的滚件为滚珠或滚柱。 在本专利技术的另一个具体的实施例中，所述的陶瓷绝缘层的厚度为0.3-1.0mm。 在本专利技术的又一个具体的实施例中，所述的陶瓷绝缘层的材料为Y203、 Zr02、 A1203或者80-85wt%的Zr02和5_6wt%的Hf02以及8_15wt%的R203三者的混合物，其中R为Y、Yb、Nb、 Sm或Sc。 本专利技术的还一任务是这样来完成的，一种陶瓷涂层绝缘轴承的制备方法，该方法包括以下步骤 A)清洗，将由内、外圈和位于内、外圈之间的滚件构成的轴承中的外圈投入清洗装置中清洗，以去除外圈表面的油污，得到清洁处理后的外圈； B)遮蔽保护，对清洁处理后的外圈朝向外的表面以及外圈的上、下表面以外的其它非喷涂表面用遮蔽带进行遮蔽保护； C)表面预处理，用喷砂装置对外圈朝向外的表面以及外圈的上、下表面喷砂，使外圈朝向外的表面及外圈的上、下表面形成粗糙面，得到待喷涂的外圈； D)喷涂陶瓷绝缘层，用等离子体喷涂装置将&03、 Zr02、八1203或者80-85^%的Zr02和5-6wt %的Hf02以及8_15wt %的R203三者的混合物喷涂到待喷涂轴承的外圈朝向外的表面以及外圈的上、下表面，所述的等离子体喷涂装置所用的等离子气体为氩气和氢气，控制等离子体喷涂装置的电流、控制氩气和氢气的流量和送粉量以及控制喷枪的喷嘴与工件的距离，所述R203式中的R为Y、 Yb、 Nb、 Sm或Sc，得到外圈朝向外的表面和外圈的上、下表面均具有陶瓷绝缘层的待磨削加工的外圈半成品； E)磨削加工，用粗磨砂轮先对陶瓷绝缘层的表面粗磨，再用细磨砂轮进行精磨，得到外圈朝向外的表面以及外圈的上、下表面均具有厚度为0. 3-1. Omm的陶瓷绝缘层的外圈成品o 在本专利技术的再一个具体的实施例中，步骤A)中所述的清洗装置为超声波清洗机。 在本专利技术的还有一个具体的实施例中，步骤B)中所述的遮蔽带为硅橡胶与玻璃纤维布复合带。 在本专利技术的更而一个具体的实施例中，步骤C)中所述的喷砂所用的喷砂材料为20#白刚玉砂。 在本专利技术的进而一个具体的实施例中，步骤D)中所述的控制等离子体喷涂装置的电流是将电流控制为350-450A，所述的控制氩气和氢气的流量是将氩气和氢气的流量分别控制为100-150L/min和15-30L/min，所述的控制送粉量是将送粉量控制为15-50g/min，所述的控制喷枪的喷嘴与工件的距离是将距离控制为10-20cm。 在本专利技术的又更而一个具体的实施例中，步骤E)中所述的粗磨砂轮为金刚石砂轮，而所述的细磨砂轮为碳化硅砂轮。 本专利技术提供的技术方案与已有技术相比，提供的陶瓷涂层绝缘轴承的陶瓷绝缘层具有良好的耐磨性、绝缘性和绝缘强度，耐电压强度可达10000-12000V/mm ;提供的制备方法工艺步骤少，制备条件不苛刻，不仅可以保障所述陶瓷涂层绝缘轴承的技术效果，而且适合于工业化批量生产。附图说明 图1为本专利技术陶瓷涂层绝缘轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷涂层绝缘轴承，包括内圈（１）、外圈（２）和位于所述内、外圈（１、２）之间的滚件（３），其特征在于在所述的外圈（２）朝向外的表面以及外圈（２）的上、下表面各具有陶瓷绝缘层（２１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张继影，
申请(专利权)人：苏州至顺表面科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]