[发明专利]陶瓷涂层绝缘轴承及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于滚动轴承技术领域，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。

背景技术

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0.1A/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，使精度和可靠性俱受制约。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，如实用新型专利授权公告号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。又如发明专利授权公告号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。

发明专利申请公开号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Al₂O₃-TiO₂(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Al₂O₃-TiO₂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Al₂O₃-TiO₂喷涂到过渡层上，可见，作为绝缘涂层的Al₂O₃-TiO₂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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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。