1、
陶瓷轴承厂家原料选择与处理阶段
原料纯度与质量:陶瓷轴承通常采用氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO2)等陶瓷材料。陶瓷轴承厂家在原料选择上,要确保材料的纯度高,杂质少。例如,对于氮化硅陶瓷,原料中的氧含量需要严格控制,因为过多的氧杂质会影响陶瓷的性能,如降低硬度和强度。一般要求原料纯度达到 99% 以上。

原料混合均匀性:如果是制备复合陶瓷材料,如在氮化硅中添加某些添加剂(如稀土氧化物)来改善陶瓷性能,需要保证原料混合的均匀性。采用先进的球磨设备和工艺,控制球磨时间、球料比等参数,使添加剂在陶瓷基体材料中均匀分散。例如,球磨时间过短可能导致添加剂分散不均匀,影响陶瓷轴承的最终性能。
原料预处理:在加工前,对原料进行预处理是很重要的。例如,对陶瓷粉末进行干燥处理,去除水分,防止在烧结过程中出现气孔等缺陷。干燥温度和时间要根据原料的特性进行合理设置,一般干燥温度在 100 - 120℃,时间为 2 - 4 小时。
2、成型加工阶段
成型方法选择:陶瓷轴承的成型方法有多种,如干压成型、等静压成型、注射成型等。选择合适的成型方法取决于轴承的尺寸、形状、精度要求和产量等因素。例如,对于形状简单、尺寸较大的陶瓷轴承套圈,干压成型是一种常用的方法;而对于精度要求高、形状复杂的小型轴承部件,注射成型可能更合适。
成型压力控制:陶瓷轴承厂家在成型过程中,压力控制至关重要。无论是干压成型还是等静压成型,压力的大小和均匀性会影响坯体的密度和尺寸精度。压力过高可能导致坯体出现裂纹,压力过低则会使坯体密度不足。例如,在干压成型陶瓷轴承套圈时,压力一般控制在 100 - 300MPa 之间,并且要保证压力在坯体各个部位均匀分布。
模具设计与精度:模具的设计和精度直接影响陶瓷轴承坯体的形状和尺寸精度。模具的材质要具有高硬度、高强度和良好的耐磨性,以保证在多次成型过程中尺寸稳定。同时,模具的配合精度要高,例如,模具的型芯和型腔之间的间隙要根据轴承坯体的尺寸要求精确设计,一般间隙控制在 0.05 - 0.1mm 之间,以确保坯体的壁厚均匀。
3、烧结过程阶段
烧结温度与气氛控制:陶瓷轴承的烧结温度和气氛是关键参数。不同的陶瓷材料有不同的烧结温度范围,例如,氮化硅陶瓷的烧结温度一般在 1700 - 1800℃,氧化锆陶瓷的烧结温度在 1400 - 1600℃。在烧结过程中,要严格控制炉内气氛,对于氮化硅陶瓷,通常采用氮气气氛烧结,以防止陶瓷材料在高温下氧化。
升温与降温速率控制:陶瓷轴承厂家在烧结过程中,升温和降温速率对陶瓷轴承的性能有显著影响。升温速度过快可能导致坯体内部产生热应力,引起裂纹;降温速度过快也会产生类似的问题。一般来说,升温速率控制在 5 - 10℃/min,降温速率控制在 3 - 8℃/min。在接近烧结温度和经过相变温度区间时,升温或降温速率要更慢,以确保陶瓷材料的组织结构均匀。
烧结设备的选择与维护:选择合适的烧结设备是保证陶瓷轴承质量的重要因素。常用的烧结设备有真空热压烧结炉、气氛保护烧结炉等。这些设备要定期维护,检查加热元件、温度传感器、气体供应系统等部件的工作状态。例如,温度传感器的精度要定期校准,确保烧结温度的准确控制。
4、陶瓷轴承厂家加工与精加工阶段
切削刀具选择:陶瓷材料硬度高,在加工陶瓷轴承时,需要选择合适的切削刀具。一般采用超硬刀具,如金刚石刀具或立方氮化硼(CBN)刀具。刀具的几何形状也要根据陶瓷轴承的加工要求进行优化,例如,刀具的前角、后角和刃口半径等参数要合理设置,以减少切削力和刀具磨损。
切削参数优化:陶瓷轴承加工的切削参数(如切削速度、进给量和切削深度)要根据陶瓷材料的特性和刀具性能进行优化。由于陶瓷材料的脆性,切削速度不能过高,一般在 100 - 500m/min 之间;进给量和切削深度也要适中,进给量一般控制在 0.05 - 0.2mm/r,切削深度控制在 0.1 - 0.5mm。
精加工精度控制:陶瓷轴承厂家在陶瓷轴承的精加工过程中,要严格控制尺寸精度和表面粗糙度。采用高精度的加工设备,如数控磨床、研磨机等,对轴承的内外径、滚道等关键部位进行精密加工。例如,陶瓷轴承滚道的表面粗糙度要求达到 Ra0.1 - 0.2μm,尺寸精度控制在 ±0.005mm 以内,通过多次研磨和抛光等工艺来达到高精度要求。
5、质量检测阶段
无损检测方法应用:在陶瓷轴承加工过程中,要采用无损检测方法来检查内部缺陷。例如,超声波检测可以用于检测陶瓷轴承坯体和烧结后的部件内部是否有气孔、裂纹等缺陷。检测时,要根据陶瓷材料的特性和轴承部件的尺寸选择合适的超声波频率和探头,确保检测的准确性。
尺寸与形位公差检查:对陶瓷轴承的尺寸精度和形位公差进行严格检查。使用高精度的量具,如三坐标测量仪,对轴承的内外径、宽度、圆度、圆柱度、同轴度等参数进行测量。对于不符合尺寸和形位公差要求的部件,要进行返工或报废处理。
性能测试:陶瓷轴承厂家对陶瓷轴承进行性能测试,包括硬度测试、强度测试、耐磨性测试等。例如,通过硬度测试来验证陶瓷轴承材料是否达到预期的硬度要求,采用洛氏硬度或维氏硬度测试方法,根据陶瓷材料的类型选择合适的测试载荷。耐磨性测试可以模拟实际工况,通过在一定的载荷和转速下让陶瓷轴承与配对的摩擦材料接触,测量其磨损量来评估耐磨性。