[发明专利]带覆层的滚动轴承

说明书

本发明涉及一种滚动轴承(1)、尤其是用于风力发电设备的滚动轴承(1)，其包括内圈(2)、外圈(3)以及径向地或轴向布置在内圈(2)与外圈(3)之间的滚动体(4)，其中，在内圈(2)上和/或在外圈(3)上和/或在滚动体(4)上至少部分地构造有用来避免白色腐蚀裂纹的覆层(5)，其中，该覆层(5)主要由钨来构造。此外，本发明也涉及一种用于至少部分地给之前提到的滚动轴承覆层的方法。

技术领域

本发明涉及一种滚动轴承、尤其是用于风力发电设备的滚动轴承，其包括内圈、外圈以及径向或轴向布置在内圈与外圈之间的滚动体。本发明的应用领域特别是涉及风力发电设备。但是，滚动轴承的其他应用领域也是可设想的。为此的示例是机动车或工业应用。

背景技术

一种对滚动轴承的可靠性有消极影响的现象是白色腐蚀裂纹，其在业内(在使用德语的业内也是如此)主要被称作White Etching Cracks(白色腐蚀裂纹，WECs)。白色腐蚀裂纹是材料中的组织结构的变化，该变化在轴承表面之下形成。这些变化可能在不同的外部负载的影响下传播直至表面。由此，可能发生内圈或外圈的小坑或脱壳的形成直至内圈或外圈的断裂，并且因此发生有关的轴承的提前失效。白色腐蚀裂纹不仅出现在完全硬化的滚动轴承中而且出现在表面硬化的滚动轴承中。形成白色腐蚀裂纹的原因还未完全解释清楚。然而，根据如今的知识水平，形式为动力学和/或混合摩擦和/或电气技术的附加负荷是形成白色腐蚀裂纹的前提。尤其是，在滚动接触中到材料的边缘层中的增强的氢吸收被视为形成白色腐蚀裂纹的根本原因。由于附加荷载，例如由于滚动面的高摩擦负荷和/或由于电附加载荷而引起氢形成和吸收。这样的白色腐蚀裂纹例如在印刷文献EP 2 573 195 A中描述。

为了提高对抗滚动轴承的白色腐蚀裂纹的坚固性，EP 2 573 195 A1提出在滚动轴承的轴承表面上设置化合物层。在这种情况下，化合物层具有比滚动轴承的其余材料更小的屈服应力。这通过如下方式来实现：在确定的时间内以确定的温度加热滚动轴承而且使轴承面与化学添加物发生接触。

发明内容

本发明的任务在于：进一步研发一种滚动轴承，而且尤其是提高滚动轴承相对于白色腐蚀裂纹的抵抗性。

按照本发明的滚动轴承优选被设置用于风力发电设备，而且包括内圈、外圈以及径向或轴向布置在内圈与外圈之间的滚动体，其中，在内圈上和/或在外圈上和/或在滚动体上至少部分地构造有用来避免白色腐蚀裂纹的覆层，其中，该覆层主要由钨来构造。换言之，该覆层基本上由纯钨组成或者由钨合金组成。在此，由单个的、均匀的层片组成的覆层直接设置在内圈或外圈上。如果覆层由钨合金形成，则钨相对于其他合金元素就是合金成分中最大量的。

主要由钨构成的覆层一方面使表面钝化而尤其是防止了可扩散的氢的形成。此外，由于钨的阻碍作用，防止或者至少大大限制了氢扩散到内圈和/或外圈和/或滚动体的表面中。此外，通过由钨构成的覆层，可以提高内圈和/或外圈和/或滚动体的表面强度和抗碾滚强度。

在本发明的一个特别优选的实施方式中，该覆层气密地构造并且没有开口孔隙。在此，该覆层尤其是对于原子氢来说不能穿过。该覆层的可能存在的封闭的孔体积优选地构造得小于或等于该覆层的总体积的5体积％。

优选地，覆层的层厚度在0.5μm至30μm的范围内。特别优选地，覆层的层厚度在0.5μm至15μm的范围内。

如果覆层由钨合金形成，则钨合金就优选地包括至少一个来自如下组的合金元素，该组包括钛、锆、钼、铪、钴、镍、铜、铁、钒、碳。

优选地，覆层的钨份额在50质量％至100质量％的范围内。特别优选地，该覆层的钨份额在75质量％至100质量％的范围内。尤其是，该覆层的钨份额在85质量％至100质量％的范围内。