本發(fā)明涉及液態(tài)金屬滑動(dòng)軸承，具體是涉及一種密封性能高的液態(tài)金屬軸承。

背景技術(shù)：

1、液態(tài)金屬由于其優(yōu)異的流動(dòng)性、導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性等特性，通常使用在ct球管內(nèi)部液態(tài)金屬軸承組件之間充當(dāng)潤滑劑。液態(tài)金屬作為潤滑劑對(duì)裝置內(nèi)部的密封性有較高的要求，若密封效果不佳則會(huì)導(dǎo)致液態(tài)金屬泄漏流失，軸承運(yùn)行阻塞并產(chǎn)生磨損，甚至使ct球管損壞，從而影響其工作性能。

2、為防止液態(tài)金屬通過狹縫漏出軸承，影響軸承使用壽命，現(xiàn)有液態(tài)金屬軸承密封技術(shù)在軸承芯和軸承外套零件之間通常采用pvd的方法對(duì)零件表面鍍上一層氧化鋁、氧化鉻、氮化鉻、氧化鈦、氮化鈦、氮鋁化鈦等膜層，以提高軸承表面和潤滑介質(zhì)的潤濕性的目的；但工藝復(fù)雜，成本高，且耐磨性并沒有明顯提高。而且pvd膜層在軸承后續(xù)高溫處理的過程中非常容易發(fā)生薄膜脫落或蒸發(fā)變薄的情況，給軸承長期穩(wěn)定運(yùn)行帶來比較大的潛在風(fēng)險(xiǎn)?；蛘咄ㄟ^在軸承滑動(dòng)表面鍍四面體非晶碳、二硫化鉬、金剛石和多晶金剛石等耐磨材料，以此獲得更低的滑動(dòng)摩擦系數(shù)及更高的耐磨性，甚者對(duì)鍍涂層后的軸承表面進(jìn)行加熱、化學(xué)處置和噴砂的方法，達(dá)到同時(shí)改善軸承潤滑劑與摩擦表面的潤濕性，以及提高滑動(dòng)表面之間的耐磨性的效果。然而，對(duì)鍍涂層后的軸承表面進(jìn)行加熱、化學(xué)處置和噴砂工藝復(fù)雜，工藝施加的過程中，需要對(duì)表面已經(jīng)存在的耐磨涂層，進(jìn)行特殊的保護(hù)，這大大增加了軸承制造工藝的難度。還有，加熱、化學(xué)處置和噴砂工藝也會(huì)導(dǎo)致軸承表面已經(jīng)存在的耐磨涂層過早開裂或脫落。最終軸承表面不僅無法獲得較好的潤濕特性，而且軸承表面的耐磨涂層也可能被損壞，影響耐磨性能。因此，需要提供一種全新的密封性能高的液態(tài)金屬軸承。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種密封性能高的液態(tài)金屬軸承，旨在解決背景技術(shù)中提到的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，一種密封性能高的液態(tài)金屬軸承，包括芯軸、石墨密封組件、法蘭和軸套，所述液態(tài)金屬軸承還包括三元鎵基液態(tài)金屬和碳化硅陶瓷涂層，所述石墨密封組件的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有若干個(gè)石墨環(huán)，若干個(gè)石墨環(huán)之間間隔設(shè)置有波形擋圈，通過波形擋圈提供初始接觸載荷，使得石墨環(huán)和法蘭緊密貼合，靜止?fàn)顟B(tài)下形成性能優(yōu)異的靜態(tài)密封；所述芯軸與軸套之間的配合為間隙配合，芯軸與軸套的配合間隙內(nèi)填充有三元鎵基液態(tài)金屬，在芯軸和法蘭的配合處鍍一層碳化硅陶瓷涂層，在芯軸和軸套的配合處亦鍍一層碳化硅陶瓷涂層。

3、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述石墨密封組件和法蘭的金屬接觸部分通過緊固件連接，法蘭和軸套的配合面之間通過緊固件連接，所述配合面做密封處理；所述石墨密封組件與芯軸的金屬配合部分亦鍍一層碳化硅陶瓷涂層。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述密封處理步驟為：通過化學(xué)氣相沉積的方法制備一層碳化硅陶瓷涂層。

5、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述三元鎵基液態(tài)金屬使用在碳化硅陶瓷涂層上時(shí)不潤濕。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述石墨密封組件、法蘭和軸套均套設(shè)在芯軸的外側(cè)，法蘭位于石墨密封組件和軸套之間。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述芯軸的側(cè)面設(shè)置一個(gè)徑向凸臺(tái)，所述徑向凸臺(tái)用于限制芯軸的軸向位移，徑向凸臺(tái)位于法蘭的內(nèi)側(cè)。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述石墨環(huán)的內(nèi)圓與芯軸外圓的配合處設(shè)置有間隙，通過波形擋圈對(duì)石墨環(huán)施加軸向預(yù)緊力以達(dá)到密封效果。

9、綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：

10、通過設(shè)置石墨環(huán)，并在石墨環(huán)之間間隔設(shè)置波形擋圈，通過波形擋圈提供初始接觸載荷，使得石墨環(huán)和法蘭緊密貼合，靜止?fàn)顟B(tài)下形成性能優(yōu)異的靜態(tài)密封，石墨材料具有良好的密封性能，且具有耐高溫、耐腐蝕、抗輻射、回彈率高的特點(diǎn)，可應(yīng)用于要求極低泄漏、抗熱沖擊、高壓、大溫差、壓差波動(dòng)、腐蝕性介質(zhì)、輻射等苛刻環(huán)境。通過使用三元鎵基液態(tài)金屬和碳化硅陶瓷涂層，流動(dòng)性好可保證接界面充分填充，且不易揮發(fā)和潤滑效果更好，并導(dǎo)致低摩擦因數(shù)，耐磨性更好。另外，三元鎵基液態(tài)金屬使用在碳化硅陶瓷涂層上時(shí)不潤濕，與液態(tài)金屬接觸面上的碳化硅陶瓷涂層能有效防止液態(tài)金屬從縫隙處泄漏，密封性更好。且本發(fā)明工藝相對(duì)簡單，成本相對(duì)較低。此外，通過在芯軸的側(cè)面設(shè)置一個(gè)徑向凸臺(tái)，能夠限制芯軸的軸向位移，液態(tài)金屬軸承使用時(shí)更加穩(wěn)定。

技術(shù)特征：

1.一種密封性能高的液態(tài)金屬軸承，包括芯軸(1)、石墨密封組件(2)、法蘭(4)和軸套(6)，其特征在于，所述液態(tài)金屬軸承還包括三元鎵基液態(tài)金屬(7)和碳化硅陶瓷涂層(8)，所述石墨密封組件(2)的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有若干個(gè)石墨環(huán)(3)，若干個(gè)石墨環(huán)(3)之間間隔設(shè)置有波形擋圈(9)，通過波形擋圈(9)提供初始接觸載荷，使得石墨環(huán)(3)和法蘭(4)緊密貼合，靜止?fàn)顟B(tài)下形成性能優(yōu)異的靜態(tài)密封；所述芯軸(1)與軸套(6)之間的配合為間隙配合，芯軸(1)與軸套(6)的配合間隙內(nèi)填充有三元鎵基液態(tài)金屬(7)，在芯軸(1)和法蘭(4)的配合處鍍一層碳化硅陶瓷涂層(8)，在芯軸(1)和軸套(6)的配合處亦鍍一層碳化硅陶瓷涂層(8)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封性能高的液態(tài)金屬軸承，其特征在于，所述石墨密封組件(2)和法蘭(4)的金屬接觸部分通過緊固件連接，法蘭(4)和軸套(6)的配合面之間通過緊固件連接，所述配合面做密封處理；所述石墨密封組件(2)與芯軸(1)的金屬配合部分亦鍍一層碳化硅陶瓷涂層(8)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封性能高的液態(tài)金屬軸承，其特征在于，所述密封處理步驟為：通過化學(xué)氣相沉積的方法制備一層碳化硅陶瓷涂層(8)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封性能高的液態(tài)金屬軸承，其特征在于，所述三元鎵基液態(tài)金屬(7)使用在碳化硅陶瓷涂層(8)上時(shí)不潤濕。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封性能高的液態(tài)金屬軸承，其特征在于，所述石墨密封組件(2)、法蘭(4)和軸套(6)均套設(shè)在芯軸(1)的外側(cè)，法蘭(4)位于石墨密封組件(2)和軸套(6)之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封性能高的液態(tài)金屬軸承，其特征在于，所述芯軸(1)的側(cè)面設(shè)置一個(gè)徑向凸臺(tái)(5)，所述徑向凸臺(tái)(5)用于限制芯軸(1)的軸向位移，徑向凸臺(tái)(5)位于法蘭(4)的內(nèi)側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封性能高的液態(tài)金屬軸承，其特征在于，所述石墨環(huán)(3)的內(nèi)圓與芯軸(1)外圓的配合處設(shè)置有間隙，通過波形擋圈對(duì)石墨環(huán)(3)施加軸向預(yù)緊力以達(dá)到密封效果。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及金屬滑動(dòng)軸承技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種密封性能高的液態(tài)金屬滑動(dòng)軸承，包括芯軸、石墨密封組件、法蘭和軸套，還包括三元鎵基液態(tài)金屬和碳化硅陶瓷涂層，所述石墨密封組件的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有若干個(gè)石墨環(huán)，若干個(gè)石墨環(huán)之間間隔設(shè)置有波形擋圈，通過波形擋圈提供初始接觸載荷，使得石墨環(huán)和法蘭緊密貼合，靜止?fàn)顟B(tài)下形成性能優(yōu)異的靜態(tài)密封，芯軸與軸套的配合間隙內(nèi)填充有三元鎵基液態(tài)金屬，在芯軸和法蘭的配合處鍍一層碳化硅陶瓷涂層，在芯軸和軸套的配合處亦鍍一層碳化硅陶瓷涂層。通過使用石墨環(huán)、三元鎵基液態(tài)金屬和碳化硅陶瓷涂層，液態(tài)金屬流動(dòng)性好可保證接界面充分填充，且不易揮發(fā)和潤滑效果更好，并導(dǎo)致低摩擦因數(shù)，耐磨性更好。

技術(shù)研發(fā)人員：張濤,謝攀,朱禮進(jìn),胡青,朱青松,蔡衡,劉艷琴,張峻旗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海博高科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19