[发明专利]一种轴承及其制备方法

权利要求书

1.一种轴承，包括外圈、内圈和转动体(1)，所述转动体(1)设置于外圈和内圈之间，其特征在于，所述外圈和内圈分别与转动体(1)接触的部分采用硬质合金材料制成，其余部分采用非硬质合金材料制成，所述转动体(1)的硬度与硬质合金材料的硬度相近或相同。

2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述外圈包括外支撑圈体(2)和内硬质合金圈(3)，所述内硬质合金圈(3)镶嵌安装在所述外支撑圈体(2)内侧；所述内圈包括内支撑圈体(4)和外硬质合金圈(5)，所述内支撑圈体(4)镶嵌安装在所述外硬质合金圈(5)内侧，所述转动体(1)活动设置在内硬质合金圈(3)和外硬质合金圈(5)之间，所述内硬质合金圈(3)和外硬质合金圈(5)均采用硬质合金材料制成。

3.根据权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述转动体(1)采用硬质合金、碳化硅、氮化硅、氮碳化硼、氧化锆或碳氮化钛基金属陶瓷制成，且转动体(1)的HRA硬度为82～95；所述外支撑圈体(2)和内支撑圈体(4)均为钢制成，外支撑圈体(2)和内支撑圈体(4)的HRC硬度为35～56，所述钢为轴承钢、45钢、A3钢、不锈钢、高温合金钢或低密度钢。

4.根据权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：硬质相60％～94％、粘结相3％～40％和添加剂0～10％。

5.根据权利要求4所述的轴承，其特征在于，所述硬质相的晶粒度为0.2um～4.0um，硬质相按重量百分比由以下成分组成：碳化钨10％～100％以及碳化钛和/或碳氮化钛0～90％；所述粘结相为钴、镍或钴镍混合物；所述添加剂为碳化钽、碳化铬、碳化钒、碳化钼和碳化铌中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的轴承，其特征在于，所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：钴6％或11％～12％以及碳化钒0.2％～0.3％，余量为碳化钨，且碳化钨的晶粒度为0.2um；

或者所述硬质合金材料中碳化钽的重量百分比为4％～8％；

或者所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：碳化钨60％～75％和粘结相25％～40％，且碳化钨的晶粒度为0.2um或4.0um；

或者所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：镍15％～20％以及碳化铬3％，余量为碳化钨；

或者所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：钴镍混合物12％～15％以及碳化铬0～3％，余量为碳化钨，且碳化钨的晶粒度为2um～3um；

或者所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：碳化钨10％、粘结相25％～35％以及碳化钼8％，余量为碳化钛或碳氮化钛；

或者所述硬质合金材料按重量百分比由以下成分组成：钴或镍3％～8％以及碳化钽0～4％，余量为碳化钨，且碳化钨的晶粒度为0.2um～0.8um。

7.根据权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述外支撑圈体(2)和内硬质合金圈(3)均设有相互配合的外镶嵌面，所述内支撑圈体(4)和外硬质合金圈(5)均设有相互配合的内镶嵌面；所述外镶嵌面和内镶嵌面均为直线形、L形、冂形或圆弧形，外镶嵌面和内镶嵌面均粗糙面；所述外支撑圈体(2)和内硬质合金圈(3)的外镶嵌面呈过盈配合，所述内支撑圈体(4)和外硬质合金圈(5)的内镶嵌面呈过盈配合。

8.根据权利要求7所述的轴承，其特征在于，所述内硬质合金圈(3)的外镶嵌面设有第一弧形凸起，所述外支撑圈体(2)的外镶嵌面设有与所述第一弧形凸起适配的第一凹槽；所述外硬质合金圈(5)的内镶嵌面设有第二弧形凸起，所述内支撑圈体(4)的内镶嵌面设有与所述第二弧形凸起适配的第二凹槽。

9.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述转动体(1)采用轻质材料制成，可得到高速轴承；所述轻质材料为碳化硅、氮化硅、氮碳化硼、氧化锆或碳氮化钛基金属陶瓷。

10.一种轴承的制备方法，其特征在于，包括：

根据轴承的使用环境和理化力学性能的要求，选择外支撑圈体(2)、内硬质合金圈(3)、内支撑圈体(4)、外硬质合金圈(5)和转动体(1)的材料；

计算并测试轴承在最大设计载荷下、热膨胀工况及热套合下，内硬质合金圈(3)和外硬质合金圈(5)不断裂的安全厚度；

根据试验结果加工出所需的外支撑圈体(2)、内硬质合金圈(3)、内支撑圈体(4)、外硬质合金圈(5)和转动体(1)；

将内硬质合金圈(3)镶嵌安装在外支撑圈体(2)内侧，内支撑圈体(4)镶嵌安装在外硬质合金圈(5)内侧，转动体(1)活动安装在内硬质合金圈(3)和外硬质合金圈(5)之间。