一種自潤滑滾珠的製作方法

2023-06-01 10:24:36

專利名稱：一種自潤滑滾珠的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種滾珠，尤其是一種帶有潤滑複合層的滾珠。
背景技術：
滾珠是軸承中常用的運動部件，比如自行車或機動車軸承中的鋼珠，通常加上液 體潤滑用於滾珠運動時，減少摩擦。但在滲水，沾灰，以及因為高速運動產生高溫的情況下， 潤滑油易變質，導致滾珠之間的潤滑效果下降，摩擦力增加，嚴重時導致整個部件無法使 用。

發明內容本實用新型提供一種自潤滑滾珠，可以克服因為使用液體油帶來的缺陷，通過下 述技術方案實現 —種自潤滑滾珠，由表面經處理的鋼珠為基材製成，該鋼珠表面披覆有基底層(1) 和披覆層(2)組成的耐磨層。 所述的基底層(1)為TiN(氮化鈦)層，厚度為0.01iim-10iim;優選厚度為 0. 1 ii m。 所述的披覆層(2)為WSJ二硫化鎢)層，厚度為0.01iim-10iim;優選厚度為 0. 3踐。 所述的基底層(1)與滾珠的結合方式為以金屬蒸汽真空弧離子源技術，將TiN披 覆到滾珠表面，形成耐磨基底層(1)。
所述的披覆層(2)，與披覆有基底層(1)的滾珠的結合方式為以物理氣相沉積技 術中的射頻濺射方式，將WS2披覆到所述基底層(1)表面上，形成耐磨的披覆層(2)。所述的滾珠直徑為5mm-12mm，優選為8mm。 本實用新型採用TiN作為滾珠表面的基底層，由於TiN塗層硬度高，耐磨性好，具 有優良的防腐性能。此外，一般的表面增強技術是在材料表面塗敷一層強化層，該強化層與 基體有明顯的界面，在應用中經常出現塗層脫落現象。而本實用新型中，採用的離子注入技 術是將選定的強化元素離化處理成離子，再通過高電壓加速，注入基體表面，形成強化的改 性層，與基體沒有分界面，無脫落之憂。改性層與基體間結合力好，由此獲得良好的改性效 果。TiN以離子注入技術披覆於鋼珠本體3，形成基底層1 ，與本體3結合效果好，不易脫落， 並且使鋼珠表面具有堅硬和防腐的效果。 WS2具有潤滑性和耐高溫性能。採用微米級、高純度的WS2作為原料，以物理氣相 沉積技術中的射頻濺射方式，將WS2披覆到鋼珠的基底層1表面上，形成潤滑耐磨的披覆層 2。與基底層親和力高，可以降低摩擦係數，增強耐磨性能，並可耐65(TC高溫。 以本實用新型得到的滾珠具有自潤滑效果，摩擦係數低，不需要其它潤滑油的配 合使用，且耐腐蝕，耐受應用環境中的不良影響。解決了現有技術中所存在的問題。並且能 在高溫下照常作業，克服高速運動產生的高溫對一般潤滑材料的影響。
圖1 :滾珠結構示意圖
具體實施方式
實施例1 : 圖1中滾珠由鋼珠本體3和披覆於本體的TiN(氮化鈦)基底層1和WS2 ( 二硫化 鎢)披覆層2組成。鋼珠直徑為8mm， TiN(氮化鈦)基底層1厚度為0. 1 y m， WS2 ( 二硫化 鎢)披覆層2厚度為0. 3 i！ m。以金屬蒸汽真空弧離子源技術，將TiN披覆到滾珠表面，形 成耐磨基底層1。以物理氣相沉積技術中的射頻濺射方式，將WS2披覆到所述基底層1表面 上，形成披覆層2。得到的自潤滑滾珠，耐腐蝕，摩擦係數低，解決了現有技術中所存在的問 題，達到了預期效果；且加工後的雙層披覆層薄，塗層附著力好，適於各種自行車、山地車中 運動部件滾珠的應用。 實施例2: 滾珠由鋼珠本體和披覆於本體的TiN(氮化鈦)基底層和WSJ二硫化鎢)披覆層 組成。鋼珠直徑為12mm;以金屬蒸汽真空弧離子源技術，將TiN披覆到滾珠表面，形成耐磨 基底層1，厚度為0. 05 ii m ;以物理氣相沉積技術中的射頻濺射方式，將WS2披覆到所述基 底層1表面上，形成披覆層2，厚度為0. 5iim。該自潤滑滾珠，耐腐蝕，摩擦係數低；且加工 後的雙層披覆層薄，塗層附著力高；另外耐高速運動產生的高溫，適於各種機動車(如摩託 車、汽車)中高速運動部件中滾珠的應用。
權利要求一種自潤滑滾珠，以鋼材為基材加工成，其特徵在於，滾珠的表層披覆有基底層(1)和披覆層(2)組成的耐磨層；所述的基底層(1)為氮化鈦層，披覆層(2)為二硫化鎢層。
2. 如權利要求l所述的自潤滑滾珠，其特徵在於，所述的基底層(1)厚度為0. 01 ii m_10 ii m。
3. 如權利要求2所述的自潤滑滾珠，其特徵在於，所述的基底層(1)厚度為O. lym。
4. 如權利要求1或2所述的自潤滑滾珠，其特徵在於，所述的披覆層(2)厚度為0. 01 ii m_10 ii m。
5. 如權利要求4所述的自潤滑滾珠，其特徵在於，所述的披覆層(2)厚度為0.3ym。
6. 如權利要求2所述的自潤滑滾珠，其特徵在於，所述的基底層(1)與自潤滑滾珠基材的結合方式為以金屬蒸汽真空弧離子源技術，將氮化鈦披覆到滾珠表面，形成耐磨基底層(1)。
7. 如權利要求2所述的自潤滑滾珠，其特徵在於，所述的披覆層(2)，與披覆有基底層(1)的滾珠基材的結合方式為以物理氣相沉積技術中的射頻濺射方式，將二硫化鎢披覆到所述基底層(1)表面上，形成耐磨的披覆層(2)。
8. 如權利要求1或2所述的自潤滑滾珠，其特徵在於，所述的滾珠直徑為5mm-12mm。
9. 如權利要求8所述的自潤滑滾珠，其特徵在於，所述的滾珠直徑為8mm。
專利摘要本實用新型公開了一種帶有潤滑複合層的自潤滑滾珠，由滾珠本體和基底層1和披覆層WS2層2組成。解決了現有滾珠使用時，應用常見潤滑劑所存在潤滑劑易受環境影響變質，從而影響潤滑效果的問題。得到的滾珠具有自潤滑效果，摩擦係數低，不需要其它潤滑油的配合使用；且耐腐蝕，能承受應用環境中的不良影響；還能在高溫下照常作業，克服高速運動產生的高溫對一般潤滑材料的影響。
文檔編號F16C33/32GK201502634SQ20092007208
公開日2010年6月9日 申請日期2009年5月12日 優先權日2009年5月12日
發明者劉芳, 汪鴻濤 申請人:比爾安達(上海)潤滑材料有限公司