[发明专利]全陶瓷滚动轴承

说明书

本发明涉及一种改进的陶瓷轴承。

中国专利92114993.X号公开的稀土陶瓷轴承元件，虽然较好的解决了现代技术发展对轴承具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗冲击、抗氧化、韧性好和润滑性能好等要求，但工艺要求高，稀土材料成本昂贵。

本发明的目的在于避免背景技术之中上述的不足之处，而提供一种不需要用稀土原料，并针对滚动轴承的不同元件的功能，采用不同的陶瓷原料，运用粉末冶金方法制备，而制成的高技术、低成本，能满足生产应用的需要的全陶瓷滚动轴承。

本发明通过大量的理论推算和反复的实践证明，采用粉末冶金生产方法，用纯度为98.5％的Al₂O₃制成的陶瓷元件：抗弯强度为：650～850MPa，密度为：3.5～4.6g/cm³，硬度(HRA)为：92～95。用纯度为96％的α-Si₃N₄制成的陶瓷元件，抗弯强度为：750～950MPa，密度为：3.2～4.5g/cm³，硬度(HRA)为：91～94。用纯度为94.5％的ZrO₂制成的陶瓷元件，抗弯强度为1100～1300MPa，密度为：5.0～6.5g/cm³，硬度(HRA)为：85～90。

本发明的目的是通过下述途径来实现的：根据上述三种陶瓷材料各自主要的技术性能，用Al₂O₃或以其为主的复合陶瓷材料制作滚动轴承的滚珠或滚柱，用α-Si₃N₄或以其为主的复合陶瓷材料制作滚动轴承的外圈或内圈。因部分稳定的ZrO₂或以其为主的复合陶瓷材料的韧性和导热性好，用其制作滚动轴承的内圈或外圈以及固定滚珠(或滚柱)的保持架。一般情况下，保持架可采用树脂，石墨等非金属材料制作，轴承有特殊要求时，保持架可用ZrO₂或以其为主的复合材料制作。本发明的全陶瓷滚动轴承的规格为中小型滚动轴承。

本发明相比背景技术有如下优点：采用一般工业用原料，价格低廉，采用常用的粉末冶金方法制作，技术高、成本低，不使用价格昂贵的稀土元素，能满足生产，应用中耐高温高速，耐磨损，耐腐蚀，抗冲击，抗氧化，韧性好和润滑性能好等要求，由于ZrO₂导热性能好，用其制作内圈，能防止轴发热。

本发明结合附图中的实施例作进一步详细的描述。

图1    全陶瓷滚动轴承示意图    (摘要附图)

如图1所示，本发明的全陶瓷滚动轴承，轴承中的滚珠(或滚柱)1，用纯度为98.5％，平均粒径大于0.5μ的纯Al₂O₃粉末，或以重量比为：60～99％的Al₂O₃粉末，加入1～40％的非稀土陶瓷原料粉末的复合陶瓷材料制作。轴承中的外圈3，用纯度为96％平均粒径大于0.5μ的纯α-Si₃N₄粉末，或以重量比为81～99％的α-Si₃N₄粉末，加入1～19％的非稀土陶瓷原料粉末的复合陶瓷材料制作，轴承的内圈2也可采用这种陶瓷材料制作。轴承中的内圈2，用纯度为94.5％，平均粒径大于0.5μ的部分稳定ZrO₂粉末或以重量比为81～94％的ZrO₂粉末，加入6～19％的Al₂O₃、Si₃N₄、SiC等陶瓷粉末的复合陶瓷材料制作。轴承的外圈3和固定滚珠(或滚柱)1的保持架4也可采用这种陶瓷材料制作，一般情况下保持架4采用树脂或石墨等非金属材料制作。本发明的全陶瓷滚动轴承外圈3的最小外径大于28mm，最大外径小于300mm。