一種球形鋼珠的製作方法
2023-10-29 12:26:57 4
一種球形鋼珠的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種球形鋼珠，包括有普通碳素鋼球芯，及包覆於所述球芯外的鐵合金外層；所述球芯的外表面均勻分布有多個凹坑；所述鐵合金外層與所述球芯相對的表面設置有與所述凹坑形狀和數量相配合的凸起結構。通過在球芯的外表面設置有凹坑結構，鐵合金外層會有部分進入凹坑內形成凸起結構，這樣能夠增加兩層之間的接合度。
【專利說明】一種球形鋼珠
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於軸承用鋼珠領域，特別涉及一種球形鋼珠。
【背景技術】
[0002]鋼珠是滾動軸承的重要組成部分，現軸承中使用的鋼珠包括有兩種，一種是棍式鋼珠，一種是圓球形鋼珠。其中，棍式鋼珠主要應用於承重大的軸承領域，而圓球形鋼珠一般應用於承重較輕的領域。
[0003]而在承重較輕的領域中，一般均要求軸承有較高的精度，而這樣的精度主要依靠鋼珠的圓度及鋼珠的精度來實現。為了實現鋼珠的圓度，要求製造鋼珠的材質具有一定的可塑性，但是卻導致了硬度的下降。當將這類鋼珠用於壓力大或高轉速的設備時，容易因其它部件的影響而導致鋼珠出現傷痕或受壓變形，降低鋼珠的使用壽命同時對其它相鄰的部件也會產生不良的影響。
[0004]為此，現技術提出了在鋼珠的外表面鍍一層陶瓷膜的技術方案，以增加鋼珠表面的強度和耐磨度。但現在的陶瓷鍍膜鋼珠沒有真正實現陶瓷鍍膜的性能，陶瓷鍍膜具有的缺陷是在承受高壓時容易出現鍍膜脫落現象，而且陶瓷鍍膜的厚度有限，很難真正實現鋼珠的高強度要求。
[0005]為了克服陶瓷膜的缺陷，現技術提出並已經實際用於生產的技術方案是採用兩層材質來實現，即在鋼珠的內層採用易於加工的鋼芯，在外層設置一層硬度大的鐵合金，因為兩種材質均屬於鐵合金，在相接的表面會出現原子的滲透作用，提高兩種材質之間的接合性，提高了球形鋼珠的使用壽命。
[0006]但是在實際的使用中，軸承的壽命及損壞率較陶瓷膜技術有較大的提高，但是依然存在不足之處，即在出現軸承損壞時，發現依然是鋼珠兩層之間的結合不嚴密，而使得鋼珠的外層因為脆度高而損壞。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的是通過對現使用的雙層結構的球形鋼珠提出改進技術方案，通過本技術方案，提高了鋼珠雙層結構之間的接合度，提高了球形鋼珠的使用壽命。
[0008]本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0009]一種球形鋼珠，包括有碳素鋼球芯，及包覆於所述碳素鋼球芯外的鐵合金外層；
[0010]所述碳素鋼球芯的外表面均勻分布有多個凹坑；
[0011]所述鐵合金外層與所述碳素鋼球芯相對的表面設置有與所述凹坑形狀和數量相配合的凸起結構。
[0012]所述凹坑的側壁所圍成的形狀為圓柱或圓錐臺結構。
[0013]所述圓錐臺，位於碳素鋼球芯外表面的上底面半徑大於位於凹坑底部的下底面半徑。
[0014]所述凹坑的底面為半球面結構。
[0015]所述半球面結構的半徑與所述凹坑下底面的半徑相同。
[0016]所述凹坑的深度為所述碳素鋼球芯半徑的1/10-1/30。
[0017]所述鐵合金外層的厚度大於所述凹坑的深度。
[0018]本實用新型的有益效果是:
[0019]通過本申請技術方案，通過在碳素鋼球芯的外表面設置有凹坑結構，鐵合金外層會有部分進入凹坑內形成凸起結構，這樣能夠增加兩層之間的接合度。
[0020]另一方面，通過對凹坑底面的半球面結構設置，使得外部壓力或震動力通過外層傳遞給凸起結構時，不會產生大的應力集中現象，因此，不會破壞碳素鋼球芯內部的結構，提高了鋼珠的承重強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型鋼珠的截面示意圖；
[0022]圖2為本實用新型鋼珠的另一實施例截面示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下通過實施例來詳細說明本實用新型的技術方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本實用新型的技術方案，而不能解釋為是對本實用新型技術方案的限制。
[0024]實施例1
[0025]本申請的球形鋼珠主要是應用於精密儀器的軸承上，如圖1所示，本實用新型提供一種球形鋼珠，包括有普通碳素鋼球芯I，及包覆於所述碳素鋼球芯外的鐵合金外層2 ；在本申請中的普通碳素鋼芯是指不包括有特種元素，比如鎢、釩、鈦、鋯、錳、釔、稀土等元素的碳素鋼，其型號符合國家的規定，具體的使用依據生產的需要而確定。此處的鐵合金外層的鐵合金可以根據需要使用特種鋼，在有些需要也可以使用碳素鋼，但需要對碳素鋼進行熱處理，因為熱處理的工藝不是本實用新型要求保護的範圍，因此不進行詳細的說明，但是至少要包括有回火、淬火等工序。
[0026]所述碳素鋼球芯I的外表面均勻分布有多個凹坑101 ;所述鐵合金外層2與所述碳素鋼球芯I相對的表面設置有與所述凹坑101形狀和數量相配合的凸起結構201。
[0027]所述凹坑101的側壁所圍成的形狀為圓柱，所述凹坑101的底面為半球面結構；所述半球面結構的半徑與所述下底面的半徑相同。對於凹坑的半球面結構，即凸起結構的形狀與凹坑的形狀相同，這樣的結構，即能夠保證鐵合金外層與碳素鋼球芯的接合度，同時，當外力傳遞給鐵合金外層時，該力傳遞給內表面的凸起結構，根據力的作用力與反作用力關係，凹坑所受到的力與凸起結構的受力相同，此時，若凹坑的底面為平面結構，其與凹坑偵_之間的夾角處為應力集中點，容易出現損壞，同樣，凸起結構的底面與側邊的夾角也是應力集中點，若是出現損壞的情況，通常發生在此處。而本申請通過在凹坑的底面設置為半球面形結構，使得角度增大且分散，使得應力分散，提高承重能力。
[0028]所述凹坑的深度為所述碳素鋼球芯半徑的1/10-1/30。
[0029]所述鐵合金外層的厚度大於所述凹坑的深度。
[0030]實施例2
[0031]如圖2所示，本實用新型提供一種球形鋼珠，包括有普通碳素鋼球芯11，及包覆於所述碳素鋼球芯11外的鐵合金外層21。
[0032]所述碳素鋼球芯11的外表面均勻分布有多個凹坑111 ;所述鐵合金外層21與所述碳素鋼球芯11相對的表面設置有與所述凹坑111形狀和數量相配合的凸起結構211。
[0033]所述凹坑111的側壁所圍成的形狀為圓錐臺結構，位於碳素鋼球芯外表面的上底面半徑大於位於凹坑底部的下底面半徑。所述凹坑111的底面為半球面結構112 ;所述半球面結構112的半徑與所述下底面的半徑相同。對於凹坑的半球面結構，即凸起結構的形狀與凹坑的形狀相同，這樣的結構，即能夠保證鐵合金外層與碳素鋼球芯的接合度，同時，當外力傳遞給鐵合金外層時，該力傳遞給內表面的凸起結構，根據力的作用力與反作用力關係，凹坑所受到的力與凸起結構的受力相同，此時，若凹坑的底面為平面結構，其與凹坑側壁之間的夾角處為應力集中點，容易出現損壞，同樣，凸起結構的底面與側邊的夾角也是應力集中點，若是出現損壞的情況，通常發生在此處。而本申請通過在凹坑的底面設置為半球面形結構，使得角度增大且分散，使得應力分散，提高承重能力。
[0034]所述凹坑的深度為所述碳素鋼球芯半徑的1/10-1/30。
[0035]所述鐵合金外層的厚度大於所述凹坑的深度。
[0036]儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，這些等價形式同樣落入本申請所附權利要求書所限定的範圍。本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種球形鋼珠，包括有碳素鋼球芯，及包覆於所述碳素鋼球芯外的鐵合金外層；其特徵在於: 所述碳素鋼球芯的外表面均勻分布有多個凹坑； 所述鐵合金外層與所述碳素鋼球芯相對的表面設置有與所述凹坑形狀和數量相配合的凸起結構。
2.根據權利要求1所述的球形鋼珠，其特徵在於:所述凹坑的側壁所圍成的形狀為圓柱或圓錐臺結構。
3.根據權利要求2所述的球形鋼珠，其特徵在於:所述圓錐臺，位於碳素鋼球芯外表面的上底面半徑大於位於凹坑底部的下底面半徑。
4.根據權利要求1或2所述的球形鋼珠，其特徵在於:所述凹坑的底面為半球面結構。
5.根據權利要求4所述的球形鋼珠，其特徵在於:所述半球面結構的半徑與所述凹坑下底面的半徑相同。
6.根據權利要求1所述的球形鋼珠，其特徵在於:所述凹坑的深度為所述碳素鋼球芯的半徑的1/10-1/30。
7.根據權利要求1或6所述的球形鋼珠，其特徵在於:所述鐵合金外層的厚度大於所述凹坑的深度。
【文檔編號】F16C33/32GK204186806SQ201420626678
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】胡國良 申請人:奉化市金燕鋼球有限公司