[发明专利]一种氧化硅基石墨烯陶瓷型滚珠轴承及其制备方法

说明书

一种氧化硅基石墨烯陶瓷型滚珠轴承材料，陶瓷型芯材料按质量百分比包括：77％～96.4％石英玻璃粉、3％～15％的莫来石粉、0.5％～3％的方石英粉、0.1％～5％的石墨烯以及占陶瓷型芯材料总质量10％～24％的增塑剂组合而成。本发明将具有优异力学性能及热性能的石墨烯材料引入陶瓷型芯材料体系。石墨烯材料提高了陶瓷型芯浆料的流动性、陶瓷型芯成型率、素胚强度及陶瓷型芯的高温强度。此外，本发明的陶瓷型芯压制合格率、烧结合格率均较高，陶瓷型芯抗冲击能力强，具有优异的高温抗变形能力和高温强度。

技术领域

本发明属于本发明属于精密铸造领域，具体涉及一种氧化硅基石墨烯陶瓷型滚珠轴承及其制备方法。

背景技术

众所周知，在机器人操作过程中，驱动设备产生热，每个驱动设备包括多个电气组件，其可一忍受高达70℃的温度，超过了这个温度，驱动设备可能会损坏，工业机器人通常是被指定在一高达50℃的环境内操作，电机的功过温度经常达到145℃，这样电机和驱动设备产生热，现有技术的驱动设备位于控制柜内，冷却设备如风扇被设置在控制柜内来保持驱动设备的温度低于最大的操作极限温度70℃，这样的设计不但抑制电机的工作效率，而且风扇噪音大，而且由于散热不畅还有造成电机在热量过高的情况下发生故障的隐患。

1.型芯结构极其复杂，尺寸跨度大，存在诸多超薄结构设计。以前型号发动机应用的陶瓷型芯材料体系浆料流动性差、充型困难、成型率低，难以获得完整的陶瓷型芯；

2.陶瓷型芯素胚适温强度要求更高。传统陶瓷型芯材料素胚强度低，在起模、搬运、焙烧过程中易出现掉角、挂肉、断裂等现象，合格率极低。

3.陶瓷型芯需要在高温金属液中承受短时热冲击和长时间浸泡，对陶瓷型芯的高温性能提出了更高要求。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供了一种氧化硅基石墨烯陶瓷型滚珠轴承及其制备方法，该陶瓷型芯流动性好、成型率高、素胚强度及高温性能好，解决了现有技术中氧化硅基陶瓷型芯成型难、素胚强度低、高温性能差的问题。

一种氧化硅基石墨烯陶瓷型滚珠轴承材料，陶瓷型芯材料按质量百分比包括：77％～96.4％石英玻璃粉、3％～15％的莫来石粉、0.5％～3％的方石英粉、0.1％～5％的石墨烯以及占陶瓷型芯材料总质量10％～24％的增塑剂组合而成。

优选的，增塑剂为石蜡、蜂蜡、聚乙烯和石墨烯的混合物。

优选的，石墨烯为石墨烯、改性石墨烯或氧化石墨烯。

优选的，石英玻璃粉由200目、325目和500目的石英玻璃粉组成，其中500目的石英玻璃粉占总粉体重量的30％～50％。

优选的，石英玻璃粉、莫来石粉、方石英粉与石墨烯粉通过三维混料机进行混合。

本发明提供的一种氧化硅基石墨烯陶瓷型滚珠轴承的制备方法包括以下步骤：

1)混粉：按比例称取熔融石英玻璃粉、莫来石粉、方石英粉、石墨烯粉体形成混合粉体，将混合粉体放入三维混料机中进行混粉，获得混合均匀，成分均一的陶瓷粉体；

2)配置增塑剂：按比例称取石蜡、蜂蜡、聚乙烯，并将其加入到真空搅拌机中加热至融化后搅拌均匀，而后加入石墨烯粉继续搅拌12小时并抽真空30分钟。停止搅拌后静置10分钟出料冷却，制得增塑剂；

3)配料：按比例称取步骤2)制得的增塑剂，将其加入到真空搅拌机中加热至融化。分步加入步骤1)制得的陶瓷粉体，搅拌均匀，待陶瓷粉体全部加入后，搅拌24小时并抽真空2小时后停止搅拌，获得陶瓷型芯浆料；

4)成型：将陶瓷型芯浆料放入到陶瓷型芯压注机中，待料温与压注工艺温度一致时，将陶瓷型芯浆料压注到所需模具中，制成湿态陶瓷型芯；