專利名稱：一種氮化硅陶瓷球軸承滾動體的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氮化硅陶瓷球軸承滾動體的生產工藝，屬于陶瓷制備領域。
背景技術：
球軸承是滾動軸承的一種，球滾珠裝在內鋼圈和外鋼圈的中間，能承受較大的載荷。其中，陶瓷球軸承因其獨特的特點及廣泛的應用領域而備受關注。目前，應用較多的為氮化硅陶瓷球軸承。它的優點是極限轉速高、精度保持性好、啟動力矩小、陶瓷球軸承剛度高、干運轉性好、壽命長，非常適合于在高速、高溫以及腐蝕、輻射條件下保持高精度、長時間運轉。此外，氮化硅陶瓷的硬度比軸承鋼高I倍，彈性模量約高1/3，在相同載荷的條件下，氮化硅陶瓷的彈性變形小，所以，使用陶瓷球軸承的機床主軸具有良好的運轉精度。為了保證陶瓷球軸承的運行精度和使用壽命，對陶瓷球球形度的要求極高，同時由于其本身為高強度材料，對其進行研磨則更加困難。
球軸承是滾動軸承的一種，球滾珠裝在內鋼圈和外鋼 圈的中間，能承受較大的載荷。陶瓷球特別是氮化硅球具有低密度、高硬度、低摩擦系數，耐磨、自潤滑及剛性好等特點，特別適合做高速、高精度及長壽命混合陶瓷球軸承的滾動體。
陶瓷球的研磨一般包含粗磨、精磨和超精磨或拋光的步驟，在各個步驟中對陶瓷球進行一定程度的研磨，為了達到更好的研磨效果，需要對個階段的研磨試劑進行合理使用。發明內容
本發明的目的是提供一種氮化硅陶瓷球軸承滾動體的生產工藝，該工藝包括陶瓷燒結和研磨兩個步驟，燒結步驟可以實現在常壓下燒結氮化硅陶瓷球；研磨步驟各個研磨階段的研磨劑包括粗磨研磨劑、精磨研磨劑和超精磨研磨劑。這些研磨劑在研磨各個階段中配合使用，可達到研磨效率高，對陶瓷本體污染少，提高研磨效率、減少研磨時間的效果。 利用工藝制備的氮化硅陶瓷球具有低密度、高硬度、低摩擦系數，耐磨、自潤滑及剛性好等， 可廣泛用作軸承的滾動體。
一種氮化硅陶瓷球軸承滾動體的生產工藝，按下述工藝步驟進行
①陶瓷原料制備將經干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過篩，將過篩后的粉料置于球磨機中球磨；
其中，所述陶瓷原料，按質量百分比，由下述組分組成
於 Si3N480%--95%Al2O,2%~15%MgO1%-■12%Y辦10/『-12%ZrO,1% 12%,②壓制成形將步驟①所得粉料置于磨具中，采用冷等靜壓的方法壓制成球形；③燒結常壓下，將粉料置于模具中，在燒結爐于1600°C 1650°C，保溫O. 5tT2h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫；④研磨拋光將所得陶瓷球進行研磨和拋光，陶瓷球的球度不超過O. 07微米，表面粗糙度不超過O. 008微米，按下述方法進行1.粗磨載荷壓力5 20N/球；所用粗磨研磨劑中，金剛石顆粒的粒度為2(Γ100 μ m,所述金剛石顆粒為球形，其圓球度為O. 6^0. 7 ；I1.精磨載荷壓力I飛N/球；所述精磨研磨劑中，金剛石顆粒的粒度為f ΙΟμπι，所述金剛石顆粒為球形，其圓球度為O. 7 O. 75 ；II1.超精磨0. flN/球；所述超精磨研磨劑中，金剛石顆粒的粒度為O. Ofl μ m，所述金剛石顆粒為球形，其圓球度為O. 75、. 85。所述粗磨研磨劑、精磨研磨劑和超精磨研磨劑與研磨基質的質量比為1:廣1:4 ；所述基質為水或煤油。本發明所述工藝優選所述粗磨研磨劑、精磨研磨劑和超精磨研磨劑，按質量百分比，由下述組分組成
金剛石顆粒5% 50%
分散劑50%~90%
磷酸氫鈣0.1% 3%
三聚磷酸鈉0.5% 2%
十~■規基橫酸納0.5%~2%
硅酸鈉本發明所述工藝進一步優選下述技術方案一種氮化硅陶瓷的制備方法，包括下述工藝步驟①陶瓷原料制備將經干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過8(Γ200目篩，將過篩后的粉料置于球磨機中，于300 360r/min的速度球磨6h IOh ；②壓制成形將步驟①所得粉料置于磨具中，采用冷等靜壓的方法壓制成球形；③燒結常壓下，將粉料置于模具中，在燒結爐中以6(T80°C /min的速度升溫至 16000C 1650°C，保溫O. 5h 2h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫；④研磨拋光將所得陶瓷球進行研磨和拋光，陶瓷球的球度不超過O. 07微米，表面粗糙度不超過O. 008微米。
本發明的有益效果是該工藝包括陶瓷燒結和研磨兩個步驟，燒結步驟可以實現在常壓下燒結氮化硅陶瓷球；研磨步驟各個研磨階段的研磨劑包括粗磨研磨劑、精磨研磨劑和超精磨研磨劑。這些研磨劑在研磨各個階段中配合使用，可達到研磨效率高，對陶瓷本體污染少，提高研磨效率、減少研磨時間的效果。利用工藝制備的氮化硅陶瓷球具有低密度、高硬度、低摩擦系數，耐磨、自潤滑及剛性好等，可廣泛用作軸承的滾動體。
具體實施例方式下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。實施例1①陶瓷原料制備將經干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過200目篩，將過篩后的粉料置于球磨機中，于300r/min的速度球磨8h
PSi3N495%
AI2O33%
MgOI %
V O31%；②壓制成形將步驟①所得粉料置于磨具中，采用冷等靜壓的方法壓制成球形；③燒結常壓下，將粉料置于模具中，在燒結爐中以80°C /min的速度升溫至1600°C，保溫lh，停止加熱后隨爐冷卻至室溫；④研磨拋光1.粗磨載荷壓力ION/球；所述粗磨研磨劑中，金剛石顆粒的粒度為2(Γ 00μηι,所述金剛石顆粒為球形，其圓球度為O. 65，金剛石顆粒中粒度為2(Γ50μπι的金剛石顆粒的質量至少占金剛石顆粒總質量的65% ；I1.精磨載荷壓力2Ν/球；所述精磨研磨劑中，金剛石顆粒的粒度為 Λ Ομπι,所述金剛石顆粒為球形，其圓球度為O. 7，金剛石顆粒中粒度為I飛μ m的金剛石顆粒的質量至少占金剛石顆粒總質量的65% ；II1.超精磨0. 5N/球；所述超精磨研磨劑中，金剛石顆粒的粒度為O. 01"! μ m,所述金剛石顆粒為球形，其圓球度為O. 75，金剛石顆粒中粒度為O. 01、. 5μπι的金剛石顆粒的質量至少占金剛石顆粒總質量的70%，所述粗磨研磨劑、精磨研磨劑和超精磨研磨劑，按質量百分比，由下述組分組成金剛石顆粒25%分散劑72%磷酸氫鈣1.5%二聚磷酸鈉0.5%十二烷基磺酸鈉0.5%
硅酸鈉0.5%，
分散劑為聚乙二醇。將三種研磨劑與水按質量比1:1混合后分階段用于研磨氮化硅陶瓷球，所得陶瓷球的球度為O. 05 μ m，表面粗糙度O. 005 μ m。
權利要求
1. 一種氮化硅陶瓷球軸承滾動體的生產工藝，其特征在于包括下述工藝步驟 ①陶瓷原料制備將經干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過篩，將過篩后的粉料置于球磨機中球磨； 其中，所述陶瓷原料，按質量百分比，由下述組分組成
2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于所述粗磨研磨劑、精磨研磨劑和超精磨研磨劑，按質量百分比，由下述組分組成金剛石顆粒5% 50%分散劑50% 90%磷酸氫鈣0.1% 3%二聚磷酸鈉0.5% 2%十二烷基磺酸鈉0.5% 2%硅酸鈉0.5% 2%。
全文摘要
本發明涉及一種氮化硅陶瓷球軸承滾動體的生產工藝，屬于陶瓷制備領域。該工藝包括陶瓷燒結和研磨兩個步驟，燒結步驟可以實現在常壓下燒結氮化硅陶瓷球；研磨步驟各個研磨階段的研磨劑包括粗磨研磨劑、精磨研磨劑和超精磨研磨劑。這些研磨劑在研磨各個階段中配合使用，可達到研磨效率高，對陶瓷本體污染少，提高研磨效率、減少研磨時間的效果。利用工藝制備的氮化硅陶瓷球具有低密度、高硬度、低摩擦系數，耐磨、自潤滑及剛性好等，可廣泛用作軸承的滾動體。
文檔編號C04B35/622GK103011833SQ20121049631
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者李東炬, 韓吉光 申請人:大連大友高技術陶瓷有限公司