一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承要求使用壽命越來(lái)越高，現(xiàn)國(guó)內(nèi)成熟應(yīng)用的GCrl5、8Cr4Mo4V等材料已經(jīng)不能滿足其壽命要求，因此，具有更高疲勞壽命的M50NiL(國(guó)產(chǎn)牌號(hào)G13Cr4Mo4Ni4V)被大范圍使用。
[0003]現(xiàn)有加工M50NiL材料作為軸承引導(dǎo)面的工藝過(guò)程如下:均粗磨平面一一退磁一一粗磨引導(dǎo)面一一粗磨內(nèi)徑一一粗磨擋邊一一粗磨滾道一一車(chē)槽一一車(chē)臺(tái)階一一車(chē)斜面一一鉆法蘭盤(pán)孔一一去孔兩側(cè)銳角一一銑法蘭盤(pán)一一去法蘭盤(pán)倒角一一鉆擋邊斜孔一一去擋邊孔毛刺一一車(chē)R槽一一車(chē)篦齒一一硬車(chē)倒角一一終磨平面一一終磨擋邊一一去擋邊銳角一一細(xì)磨滾道一一酸洗一一除氫一一終磨引導(dǎo)面一一精整引導(dǎo)面一一拋光引導(dǎo)面——細(xì)磨內(nèi)徑——磨外徑——退磁——終磨滾道——終磨內(nèi)徑——拋光擋邊——去各部銳角精光飾探傷粗研滾道細(xì)研滾道精研滾道退磁、清洗、提交。中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司在采用M50NiL材料生產(chǎn)加工航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)M50NiL材料在作為保持架引導(dǎo)面時(shí)容易發(fā)生套圈與保持架磨損故障。故障原因是M50NiL材料是一種表面滲碳鋼，滲碳后材料表面形成較M50鋼更為規(guī)則并且細(xì)小的碳化物，在軸承正常工作過(guò)程中，滑油系統(tǒng)中的細(xì)小雜質(zhì)容易對(duì)其形成磨料磨損，M50NiL鋼表面碳化物容易剝落，最終導(dǎo)致套圈磨損故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有M50NiL材料軸承在使用初期發(fā)生引導(dǎo)面磨損以及使用壽命不長(zhǎng)的問(wèn)題，而提供一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法。
[0005]本發(fā)明的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法按以下步驟進(jìn)行:
[0006]—、在終磨滾道操作前，利用多弧離子鍍?cè)O(shè)備，以沉積的方式在軸承引導(dǎo)面上制備TiN涂層，所述的制備TiN涂層的方法為:在多弧離子鍍?cè)O(shè)備中密封的爐體內(nèi)填充隊(duì)和Ar氣，設(shè)置爐體內(nèi)氣壓為0.4Pa?0.6Pa，爐溫為280?300°C，以Ti靶為陽(yáng)極，待加工M50NiL材料軸承為陰極，通電，通電電流為60A?80A，得到TiN涂層厚度為3μπι?5μπι的M50NiL材料軸承；
[0007]二、對(duì)步驟一得到的TiN涂層厚度為3 μπι?5 μπι的M50NiL材料軸承進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)TiN涂層厚度為3 μ m?5 μ m的M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上TiN涂層努氏硬度大于3000HK，且結(jié)合力大于50N時(shí)，該產(chǎn)品合格，進(jìn)行后續(xù)操作，否則作為廢料處理。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
[0009]本發(fā)明的在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層技術(shù)，在軸承滾道終磨前，對(duì)內(nèi)圈引導(dǎo)保持架的引導(dǎo)面進(jìn)行TiN涂層，涂層后終磨內(nèi)滾道，完成內(nèi)圈的加工，該技術(shù)代替了常規(guī)鋼制套圈引導(dǎo)鍍銀保持架的結(jié)構(gòu)，在軸承套圈引導(dǎo)面上增加一層TiN抗磨涂層，TiN涂層具有較高的硬度、較低的摩擦副，在工作中可以極大程度上保護(hù)M50NiL鋼制套圈引導(dǎo)面，避免M50NiL材料軸承保持架與引導(dǎo)面磨損，從而提高軸承的使用壽命和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明軸承剖面示意圖；其中1為外圈，2為內(nèi)圈，3為T(mén)iN涂層，4為滾動(dòng)體，5為保持架；
[0011]圖2為圖1的局部放大圖；其中3為T(mén)iN涂層。
【具體實(shí)施方式】
[0012]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法按以下步驟進(jìn)行:
[0013]—、在終磨滾道操作前，利用多弧離子鍍?cè)O(shè)備，以沉積的方式在軸承引導(dǎo)面上制備TiN涂層，所述的制備TiN涂層的方法為:在多弧離子鍍?cè)O(shè)備中密封的爐體內(nèi)填充隊(duì)和Ar氣，設(shè)置爐體內(nèi)氣壓為0.4Pa?0.6Pa，爐溫為280?300°C，以Ti靶為陽(yáng)極，待加工M50NiL材料軸承為陰極，通電，通電電流為60A?80A，得到TiN涂層厚度為3μπι?5μπι的M50NiL材料軸承；
[0014]二、對(duì)步驟一得到的TiN涂層厚度為3 μπι?5 μπι的M50NiL材料軸承進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)TiN涂層厚度為3 μ m?5 μ m的M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上TiN涂層努氏硬度大于3000HK，且結(jié)合力大于50N時(shí)，該產(chǎn)品合格，進(jìn)行后續(xù)操作，否則作為廢料處理。
[0015]本實(shí)施方式的在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層技術(shù)，在軸承滾道終磨前，對(duì)內(nèi)圈引導(dǎo)保持架的引導(dǎo)面進(jìn)行TiN涂層，涂層后終磨內(nèi)滾道，完成內(nèi)圈的加工，該技術(shù)代替了常規(guī)鋼制套圈引導(dǎo)鍍銀保持架的結(jié)構(gòu)，在軸承套圈引導(dǎo)面上增加一層TiN抗磨涂層，TiN涂層具有較高的硬度、較低的摩擦副，在工作中可以極大程度上保護(hù)M50NiL鋼制套圈引導(dǎo)面，避免M50NiL材料軸承保持架與引導(dǎo)面磨損，從而提高軸承的使用壽命和可靠性。
[0016]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中爐體內(nèi)氣壓為0.5Pa。其他步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0017]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟一中爐溫為285?295 °C。其他步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0018]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟一中爐溫為290°C。其他步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0019]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟一中通電電流為65A?75A。其他步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0020]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟一中通電電流為70A。其他步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0021]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:步驟一中TiN涂層厚度為3.5 μπι?4.5 μπι。其他步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是:步驟一中TiN涂層厚度為4 μπι。其他步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至七之一相同。
[0023]用以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0024]試驗(yàn)一:本試驗(yàn)的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法按以下步驟進(jìn)行:
[0025]—、在終磨滾道操作前，利用多弧離子鍍?cè)O(shè)備，以沉積的方式在軸承引導(dǎo)面上制備TiN涂層，所述的制備TiN涂層的方法為:在多弧離子鍍?cè)O(shè)備中密封的爐體內(nèi)填充隊(duì)和Ar氣，設(shè)置爐體內(nèi)氣壓為0.5Pa，爐溫為290°C，以Ti靶為陽(yáng)極，待加工M50NiL材料軸承為陰極，通電，通電電流為70A，得到TiN涂層厚度為3 μ m的M50NiL材料軸承；
[0026]二、對(duì)步驟一得到的TiN涂層厚度為3 μ m的M50NiL材料軸承進(jìn)行檢測(cè)，TiN涂層厚度為3 μ m的M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上TiN涂層努氏硬度大于3000HK，且結(jié)合力大于50N時(shí)，該產(chǎn)品合格。
[0027]試驗(yàn)二:本試驗(yàn)的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法按以下步驟進(jìn)行:
[0028]—、在終磨滾道操作前，利用多弧離子鍍?cè)O(shè)備，以沉積的方式在軸承引導(dǎo)面上制備TiN涂層，所述的制備TiN涂層的方法為:在多弧離子鍍?cè)O(shè)備中密封的爐體內(nèi)填充隊(duì)和Ar氣，設(shè)置爐體內(nèi)氣壓為0.5Pa，爐溫為290°C，以Ti靶為陽(yáng)極，待加工M50NiL材料軸承為陰極，通電，通電電流為70A，得到TiN涂層厚度為4 μ m的M50NiL材料軸承；
[0029]二、對(duì)步驟一得到的TiN涂層厚度為4 μ m的M50NiL材料軸承進(jìn)行檢測(cè)，TiN涂層厚度為4 μ m的M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上TiN涂層努氏硬度大于3000HK，且結(jié)合力大于50N時(shí)，該產(chǎn)品合格。
[0030]試驗(yàn)三:本試驗(yàn)的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法按以下步驟進(jìn)行:
[0031]—、在終磨滾道操作前，利用多弧離子鍍?cè)O(shè)備，以沉積的方式在軸承引導(dǎo)面上制備TiN涂層，所述的制備TiN涂層的方法為:在多弧離子鍍?cè)O(shè)備中密封的爐體內(nèi)填充隊(duì)和Ar氣，設(shè)置爐體內(nèi)氣壓為0.5Pa，爐溫為290°C，以Ti靶為陽(yáng)極，待加工M50NiL材料軸承為陰極，通電，通電電流為70A，得到TiN涂層厚度為5 μ m的M50NiL材料軸承；
[0032]二、對(duì)步驟一得到的TiN涂層厚度為5 μ m的M50NiL材料軸承進(jìn)行檢測(cè)，TiN涂層厚度為5 μ m的M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上TiN涂層努氏硬度大于3000HK，且結(jié)合力大于50N時(shí)，該產(chǎn)品合格。
[0033](一 )對(duì)試驗(yàn)一至三制備的TiN涂層厚度為5 μ m的M50NiL材料軸承在雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器進(jìn)行試驗(yàn)50h性能試驗(yàn)和3次30s斷油試驗(yàn)，試驗(yàn)后軸承狀態(tài)良好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法，其特征在于該方法按以下步驟進(jìn)行: 一、在終磨滾道操作前，利用多弧離子鍍?cè)O(shè)備，以沉積的方式在軸承引導(dǎo)面上制備TiN涂層，所述的制備TiN涂層的方法為:在多弧離子鍍?cè)O(shè)備中密封的爐體內(nèi)填充隊(duì)和Ar氣，設(shè)置爐體內(nèi)氣壓為0.4Pa?0.6Pa，爐溫為280?300°C，以Ti靶為陽(yáng)極，待加工M50NiL材料軸承為陰極，通電，通電電流為60A?80A，得到TiN涂層厚度為3μπι?5μπι的M50NiL材料軸承； 二、對(duì)步驟一得到的TiN涂層厚度為3μπι?5 μπι的M50NiL材料軸承進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)TiN涂層厚度為3 μ m?5 μ m的M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上TiN涂層努氏硬度大于3000HK，且結(jié)合力大于50N時(shí)，該產(chǎn)品合格，進(jìn)行后續(xù)操作，否則作為廢料處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法，其特征在于步驟一中爐體內(nèi)氣壓為0.5Pa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法，其特征在于步驟一中爐溫為285?295°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法，其特征在于步驟一中爐溫為290°C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法，其特征在于步驟一中通電電流為65A?75A。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法，其特征在于步驟一中通電電流為70A。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法，其特征在于步驟一中TiN涂層厚度為3.5 μπι?4.5 μπι。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法，其特征在于步驟一中TiN涂層厚度為4 μπι。
【專利摘要】一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法。本發(fā)明屬于軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種在M50NiL材料軸承引導(dǎo)面上增加抗磨涂層的方法。本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有M50NiL材料軸承在使用初期發(fā)生引導(dǎo)面磨損以及使用壽命不長(zhǎng)的問(wèn)題。方法：一、在終磨滾道操作前，多弧離子鍍?cè)O(shè)備，用沉積的方式在軸承引導(dǎo)面上制備TiN涂層，密封的爐體內(nèi)填充N2和Ar氣，設(shè)置爐體內(nèi)氣壓為0.4Pa～0.6Pa，爐溫為280～300℃，以Ti靶為陽(yáng)極，待加工M50NiL材料軸承為陰極，通電，通電電流為60A～80A，得到TiN涂層厚度為3μm～5μm的M50NiL材料軸承。
【IPC分類】F16C33/62, F16C33/64, F16C33/56
【公開(kāi)號(hào)】CN105422637
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610027781
【發(fā)明人】劉森, 馬芳, 馮小川, 閆國(guó)斌, 寇思源, 馬新欣, 李振東, 杜翔, 劉明陽(yáng)
【申請(qǐng)人】中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2016年1月15日