滑動軸承軸瓦及其製造方法
2023-07-27 17:43:26
專利名稱：滑動軸承軸瓦及其製造方法
技術領域：
本發明涉及機械零件即滑動軸承軸瓦及其製造方法。
現有軸承，除氣體軸承外，都是需要潤滑劑潤滑的，這使軸承不勝任於高溫場合下工作。因為高溫下，潤滑劑會被烤乾，導致軸承無潤滑狀態下工作而損壞。
軸承軸瓦大多採用金屬材料如巴氏合金，也有採用非金屬材料的，但僅塑料較常見。近年來，硬質石墨也開始用作為軸瓦材料，如日本就出現有碳精石墨的滑動軸承軸瓦，再如美國專利US4560409也描述過一種採用了硬質石墨製造的軸瓦。雖然採用硬質石墨製造軸瓦增強了軸承耐高溫性能，但並不能降低軸承的邊界摩擦，仍然要軸承使用潤滑劑，況且製作方法也較複雜。
柔性石墨是本世紀60年代才出現的一種新型材料，通常是作為靜動密封材料使用的，如中國專利861029日公開的「可膨脹石墨及其製造方法」的專利申請(申請號為85103917)中描述的一種膨脹石墨即柔性石墨就是作為密封材料使用的。美國專利US4253714中描述了用柔性石墨作軸承材料的例子，但僅用於軸承表層且混配於其它氧化物使用，目的在於降低邊界摩擦，改善耐高溫性能，造出的軸承仍需潤滑劑潤滑。
本發明的目的就在於提供一種新型的滑動軸承軸瓦及其製造方法，它耐高溫，能夠自潤滑。
本發明的目的是以如下方案實現的本發明軸瓦是整體式的，其特徵是由螺旋形柔性石墨板條圈和繞於其內裡的螺旋形柔性金屬網圈架壓制而成，內外徑表面及側表面都是由該柔性石墨板圈壓塑形成的光滑連續面。
本發明方法也即上述本發明軸瓦的一種製造方法的要點是將石墨板條和柔性金屬網條迭在一起按圓柱形模具芯的軸向緊密纏繞在模具芯上，然後套上外模具送壓力機加壓成型即製成本發明軸瓦。
由於柔性石墨耐高溫，摩擦係數小，具備自潤滑性，所以本發明軸瓦具有耐高溫，能自潤滑的優點，另一方面，本發明軸瓦以柔性金屬網條作骨架，況且柔性石墨本身也有較強機械強度，所以本發明軸瓦是滿足機械性能要求的。本發明方法也是簡便易行的。
下面結合本發明的實施例及其附圖詳細描述本發明。
圖1是本發明軸瓦的一種具體結構示意圖。
圖2是圖1所示本發明軸瓦安裝使用示意圖。
本發明方法的一種具體方案是以如下步驟實現的1、選取柔性石墨板和柔性金屬網。柔性石墨板的厚度為0.2～0.3mm，膨脹倍數為300～500是較好的，柔性金屬網選用銅網或不鏽鋼網(目數根據軸瓦強度要求而確定)較好。
柔性石墨板最好選用按本發明人發明的方法製造出的柔性石墨板，該方法是由如下步驟完成的①、選取純度為99%～100%的粒度為250～300目的石墨鱗片，②、將石墨鱗片酸化處理。
先後採用濃度為60～70%的硝酸和濃度為93～98%的硫酸處理，採用的配比是石墨∶硝酸＝0.1～3∶1.25～1.5石墨∶硫酸＝0.1～3.5∶1(最佳為0.5∶1)ⅰ、先將石墨用硝酸浸泡處理，時間以5～8小時最佳，溫度要求為常溫至105℃。
ⅱ、濾除硝酸溶液，將石墨湃肓蛩嶠藎菏奔湟 ～10小時最佳，溫度要求同上。
③、鹼化處理。
ⅰ、將酸化處理的石墨濾除酸液，用PH值為6～8的水清洗至PH值為4，然後取出，利用60～110℃溫度條件烘乾至含水量不超過5%。
ⅱ、然後加入氧化鈣粉(加入量以石墨重量的3～10%為佳)，攪拌均勻，放置1～26小時，然後篩分掉氧化鈣成份。
④、熱處理。
在1000～1100℃，最好為1050℃溫度下放入燒結爐中瞬時燒結。
熱處理後可得膨脹倍數達300～400倍的石墨蠕蟲。
⑤、將膨脹石墨蠕蟲用60～100kg/cm2的表面壓力壓製成0.2～0.3mm厚的板材，再用壓光機壓光。這種柔性石墨板材的理化性能指標如下表1所示表1項目理化性能指標密度(g/cm2) 1.2～2.08抗拉強度(kg/cm2) 80～140抗壓強度(kg/cm2) 32～3820滑動摩擦係數0.12(石墨與45＃鋼)0.15(石墨與石墨)線膨脹係數層間11.0～60.0×10-4(50～300℃)使用溫度-200～500℃(非氧化公質可達1600℃)肖氏硬度10～31灰分(%)0.26純度(%)＞99導電率(Ω-cm) 軸向6×10-4徑向5×10-2熱擴散率(α/cm2/Sec) T＝250～1100℃α＝0.026～0.0112、將選好的石墨板和金屬網用剪裁機裁成板條或網條。寬度根據所需軸瓦長度而定(網條略窄於板條)，長度則據軸瓦內外徑尺度而定(網條稍短於板條)，大致可按如下公式確定
L= (r1-r2)/(d) ×π(r1+r2)L板條或網條長，d板條或網條厚，r1軸瓦外徑，r2軸瓦內徑。
3、製成軸瓦。先將石墨板條往圓柱形模具芯上纏繞一圈或數圈，保證最裡層是石墨板條，然後迭上金屬網條一併繼續往模具芯上緊密纏繞，最後一圈或數圈只纏繞石墨板條，盈餘的金屬網條剪掉，保證最外層也是石墨板條。纏繞完畢套上外模具送液壓機加壓(靜壓80～120kg/cm2即可)成型即製成軸瓦。
圖1所示軸瓦1即是按上述本發明方法實施例製造出的，其剖面呈螺旋形柔性石墨板圈2和螺旋形柔性金屬網圈3緊密相繞的結構，但內外徑表面及側面都呈光滑連續面，是石墨板圈2壓塑成的。
軸瓦1的使用方式參考圖2，它用軸承座4固定，機械軸5(靜配合)套上軸套6(鋼料的，如45＃鋼的)。插入軸瓦1裡，軸套6和軸瓦1是動配合的，依靠軸瓦1自潤滑，因而不需加設送油裝置。
軸瓦1曾試用作鞍山鋼鐵公司大型軋鋼廠三座加熱爐爐前輥道軸承。以前的爐前輥道軸承一直採用5826型彈性滾動軸承，由於爐前輥道常受到1200℃高溫火焰噴燒，潤滑油很快會被烤乾造成油管堵塞，雖然有部分油打入到軸承內，但很快因高溫而流失，這樣軸承經常處於乾燥狀態下工作，平均使用壽命僅有3個月，浪費嚴重，並且往往軸承會突然損壞卡住輥道，造成被迫停產搶修，嚴重影響生產。在三座加熱爐中的五組輥道試用軸瓦1取代5826型彈性滾動軸承作爐前輥道軸承後，沒有出現一次生產事故，軸瓦1的平均使用壽命達到7個月而且沒用潤滑油，比以前年節約開支20多萬元。
權利要求
1.一種整體式的滑動軸承軸瓦，其特徵是由螺旋形柔性石墨板條圈和繞於其內裡的螺旋形柔性金屬網圈骨架壓制而成，內外徑表面及側表面都是由該柔性石墨板圈壓塑形成的光滑連續面。
2.按權利要求1所述的軸瓦的製造方法，其特徵是以如下步驟完成的-①、選取厚為0.2～0.3mm，膨脹倍數為300～500的柔性石墨板和柔性金屬網，②、將上述石墨板和金屬網裁成板條或網條，網條略窄於板條，③、將石墨板條和金屬網條迭在一起往圓柱形模具芯上按其軸向緊密纏繞並保證纏繞後最裡層和最外層都是石墨板條，然後套上外模具加壓成型。
3.按權利要求1或2所述的軸瓦或其製造方法，其特徵是所說的石墨板材是按如下步驟製成的-①、選取純度為99%～100%，粒度為250～300目的石墨鱗片，②、將石墨鱗片酸化處理先後採用濃度為60～70%的硝酸和濃度為93～98%的硫酸處理，採用的配比是石墨∶硝酸＝0.1～3∶1.25～1.5石墨∶硫酸＝0.1～3.5∶1，優先選用0.5∶1，ⅰ、先將石墨用硝酸浸泡處理浸泡時間5～8小時，溫度要求為常溫至105℃，ⅱ、濾除硝酸溶液，將石墨加入碳酸浸泡時間3～10小時，溫度要求為常溫至105℃，③、鹼化處理ⅰ、將酸化處理的石墨濾除酸液，用PH值為6～8的水清洗至PH值為4，然後取出，利用60～110℃溫度條件烘乾至含水量不超過5%;ⅱ、然後加入氧化鈣粉攪拌均勻，放置1～26小時，然後篩分掉氧化鈣成份;④、熱處理在1000～1100℃溫度下放入燒結爐中瞬時燒結成膨脹石墨蠕蟲，⑤、將膨脹石墨蠕蟲用60～100kg/cm2的表面壓力壓製成0.2～0.3mm厚的板材，再用壓光機壓光。
全文摘要
本發明提供了一種滑動軸承軸瓦及其製造方法。軸瓦是整體式的，特徵是用柔性石墨製成的，輔以柔性金屬網作內部骨架，表面全部由柔性石墨壓塑形成，光滑連續。它比較現有軸承具有能夠自潤滑，耐高溫的突出特點，可以取代軋鋼加熱爐爐前輥道的滾動軸承及相類似的軸承或軸瓦。其製造方法要點是將柔性石墨和柔性金屬網繞製成型而後套上模具加壓成型。
文檔編號C09C1/46GK1037197SQ8810506
公開日1989年11月15日 申請日期1988年4月29日 優先權日1988年4月29日
發明者劉興業 申請人:劉興業