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轴承表面防护复合涂层结构

作者:小编2026-06-14 11:15:01

  

轴承表面防护复合涂层结构(图1)

  1.轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:包括轴承钢基体,以及在轴承钢基体表面

  所述轴承钢基体的表面清洁度为Sa2½级或其以上等级、粗糙度Rz≥25μm;所述阳极金

  属涂层的厚度为20μm~60μm;其中所述阳极金属涂层为锌层或锌合金层或铝层或铝合金

  2.根据权利要求1所述的轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:所述轴承钢基体的

  表面清洁度为Sa2½级或其以上等级、粗糙度Rz为25μm~60μm;所述阳极金属涂层的厚度为

  3.根据权利要求1所述的轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:所述轴承钢基体的

  表面清洁度为Sa3级、粗糙度Rz为25μm~60μm;所述阳极金属涂层的厚度为25μm~35μm。

  4.根据权利要求1所述的轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:所述轴承钢基体的

  表面清洁度为Sa3级、粗糙度Rz为25μm~80μm;所述阳极金属涂层的厚度为30μm~60μm。

  5.根据权利要求1所述的轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:所述轴承钢基体的

  表面清洁度为Sa3级、粗糙度Rz为25μm~60μm;所述阳极金属涂层的厚度为25μm~45μm。

  6.根据权利要求1所述的轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:所述轴承钢基体的

  表面清洁度为Sa3级、粗糙度Rz为25μm~60μm;所述阳极金属涂层的厚度为25μm~35μm。

  7.根据权利要求1所述的轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:所述阳极金属涂层

  8.根据权利要求7所述的轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:所述涂装涂层为水

  9.根据权利要求7所述的轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:所述涂装涂层为水

  10.根据权利要求1所述的轴承表面防护复合涂层结构,其特征在于:所述轴承钢基体

  械、石油钻机、雷达等专用轴承,对轴承提出了耐腐蚀、耐高温、抗氧化等要求,以保证轴承

  安全使用及可靠的使用寿命。为提高防腐蚀能力,现有轴承一般采用磷化、电镀、刷漆、喷涂

  聚四氟乙烯等保护措施,如中国专利CN2.1公开了一种风电机组变桨轴承与其

  防腐处理方法,在轴承内圈和外圈的表面依次喷涂有环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆和氟

  碳面漆,通过三重防腐保护,提高变桨轴承的防腐性能;还有采用锌加+中间漆+面漆复合体

  系、涂层结构总厚度0.3mm~0.4mm对轴承表面进行防护应用的(王仕军、姚国栋:“防腐技术

  在转盘轴承上的应用”,《轴承》,2006年第8期),上述技术实际应用一是工艺较为复杂,二是

  种轴承表面防腐蚀处理工艺方法,在轴承的非工作面上采用热喷涂金属并辅以涂料保护的

  方法进行防腐,首先对轴承的基体表面进行清洗,然后对清洗干净的基体表面进行喷砂处

  理,利用高速氧—燃气喷枪或丝材电弧喷枪喷涂设备在喷砂处理过的轴承表面上喷涂一层

  金属层,用手动砂轮机或砂布除去喷涂层表面附着的颗粒并用压缩空气吹干净,最后用有

  机涂料对喷涂层进行封闭处理,处理过的轴承具有良好的防腐蚀作用及良好的抗紫外线功

  能,可以使涂层在大气暴露中防护20年以上。现有技术表明,国内外风电领域也积极采用了

  上述热喷涂防护技术,取得了较好的防护效果。但经多年发展,早期热喷涂技术已落后,涂

  装的热喷涂涂层有效厚度一般都要求100μm及其以上,即使热喷锌涂层也至少50μm及其以

  上(《热喷涂金属和其他无机覆盖层锌、铝及其合金》(GB/T 9793‑2012)),上述一种轴承表

  面防腐蚀处理工艺方法中,热喷涂涂层厚度不低于0.2mm(王黎峰,王卫东:“热喷涂技术在

  轴承防腐蚀中的应用”,《全面腐蚀控制》, 2005年03期);上述“防腐技术在转盘轴承上的应

  用”中,热喷金属涂层厚度70μm以上,金属涂层+有机封闭涂层总厚度达到0.3mm~0.4mm。另

  用,现有热喷涂防护技术越来越无法满足现代轴承产品的防护要求,主要表现以下问题:一

  是现代高碳铬轴承钢制轴承表面硬度高,现有热喷涂喷砂前处理技术无法形成有效的粗糙

  度,如高碳铬轴承钢材料表面硬度为229HB~269HB(GB/T  18254‑2016《高碳铬轴承钢》),而

  热处理后成品轴承的表面硬度达到55HRC~63HRC(TB∕T  2235‑2016《铁道车辆滚动轴承》),

  实施喷砂作业时即时采用轴承钢砂,处理后轴承表面的粗糙度Rz也仅有5μm~10μm(处理前

  超精处理后轴承表面粗糙度Ra=0.05μm),达不到25μm及其以上的涂装基本技术要求(《涂覆

  涂料前钢材表面处理喷射清理后的钢材表面粗糙度特性第一部分:用于评定喷射清理后钢

  材表面粗糙度的ISO  表面粗糙度比较样块的技术要求和定义》(GB/T  13288.1‑2008)。二是

  轴承钢基体表面喷砂处理后的粗糙度不足导致热喷涂施工困难,如正常距离下喷涂导致涂

  层起皮、涂层厚度偏高时导致起皮,而喷涂距离拉长后虽然保证涂层覆盖,但导致涂层附着

  目前轴承制备方法主要为上料‑粗磨‑热处理‑细磨‑终磨‑超精(田军,等著,“铁路

  轴承套圈磨加工自动线的研发与制造”, 《制造技术与机床》,2014年第8期);其中粗磨一般

  留量0.05mm~0.1mm,超精处理后表面粗糙度Ra最高可达到0.08μm,而现有防腐防护技术就

  是对超精完成后的轴承进行表面处理防护,显然现有喷砂技术将出现粗糙度不足问题。

  了一种复合涂层结构,结合轴承加工工艺,轴承表面细磨处理时,将其表面Ra3.2μm甚至是

  Ra0.8μm的粗糙度,调整为Ra5μm及其以上,轴承表面喷砂处理后达到Sa2½级及其以上表面

  清洁度的同时,也会形成Rz为25μm以上的粗糙度,保证阳极金属涂层与轴承基体的附着力,

  并于涂装涂层有机结合,形成附着力好、防护性能优的复合涂层结构,不仅解决了现有轴承

  热喷涂存在的技术问题,还可以省去原有的终磨、超精等工序,大幅降低磨削成本,涂层设

  所述轴承钢基体的的表面清洁度为Sa2½级或其以上等级、粗糙度Rz≥25μm;所述

  阳极金属涂层的厚度为20μm~60μm;其中所述阳极金属涂层为锌层或锌合金层或铝层或铝

  的的表面清洁度为Sa2½级或其以上等级、粗糙度Rz为25μm~60μm;所述阳极金属涂层的厚

  的的表面清洁度为Sa3级、粗糙度Rz为25μm~60μm;所述阳极金属涂层的厚度为25μm~35μ

  的的表面清洁度为Sa3级、粗糙度Rz为25μm~80μm;所述阳极金属涂层的厚度为30μm~60μ

  的的表面清洁度为Sa3级、粗糙度Rz为25μm~60μm;所述阳极金属涂层的厚度为25μm~45μ

  的的表面清洁度为Sa3级、粗糙度Rz为25μm~60μm;所述阳极金属涂层的厚度为25μm~35μ

  Ra,为轴承表面喷砂处理粗糙度创造了良好条件,不仅有效解决了现有技术问题,还可以省

  本实用新型将热喷涂涂层厚度设计在60μm甚至是35μm以下,在为轴承表面提供高

  解决了原有溶剂型油漆涂料存在的VOC超标排放的环境污染问题,轴承制造生产工艺实现

  如图1所示,一种轴承表面防护复合涂层结构,所述轴承表面指轴承外圈、内圈与

  轴承钢基体1细磨后的表面粗糙度Ra为5μm~25μm,轴承钢基体1采用轴承钢砂进

  行喷砂处理后表面清洁度为Sa2½级,其粗糙度Rz达到25μm~60μm;然后采用电弧喷涂技术

  在喷砂处理后的轴承钢基体1上喷涂金属锌丝形成阳极金属涂层2,厚度为20μm~40μm,即

  如图1所示,一种轴承表面防护复合涂层结构,所述轴承表面指轴承外圈、内圈与

  轴承钢基体1细磨后的表面粗糙度Ra为5μm~25μm,轴承钢基体1采用轴承钢砂进

  行喷砂处理后表面清洁度为Sa3级,其粗糙度Rz达到25μm~100μm;然后采用电弧喷涂技术

  在喷砂处理后的轴承钢基体1上喷涂金属铝丝形成阳极金属涂层2,厚度为30μm~80μm,即

  如图1所示,一种轴承表面防护复合涂层结构,所述轴承表面指轴承外圈、内圈与

  轴承钢基体1细磨后的表面粗糙度Ra为5μm~10μm,轴承钢基体1采用轴承钢砂进

  行喷砂处理后表面清洁度为Sa2½级,其粗糙度Rz达到25μm~80μm;然后采用超音速电弧喷

  涂技术在喷砂处理后的轴承钢基体1上喷涂锌铝合金丝(ZnAl15)形成阳极金属涂层2,厚度

  如图2所示,一种轴承表面防护复合涂层结构,所述轴承表面指轴承外圈、内圈与

  轴承钢基体1细磨后的表面粗糙度Ra为5μm~10μm,轴承钢基体1采用轴承钢砂进

  行喷砂处理后表面清洁度为Sa2½级,其粗糙度Rz达到25μm~60μm;然后采用超音速电弧喷

  涂技术在喷砂处理后的轴承钢基体1上喷涂锌铝合金丝(ZnAl15)形成阳极金属涂层2,厚度

  为25μm~35μm;然后采用水性环氧底漆对阳极金属涂层2进行涂装处理形成涂装涂层3,水

  性环氧涂料尽可能浸渗到阳极金属涂层2内部,阳极金属涂层2的表面涂装涂层3的厚度控

  制为0μm~30μm,可进一步优化为5μm~20μm,一般设计时其表面涂装涂层3的厚度可不计。

  如图2所示,一种轴承表面防护复合涂层结构,所述轴承表面指轴承外圈、内圈与

  轴承钢基体1细磨后的表面粗糙度Ra为5μm~10μm,轴承钢基体1采用轴承钢砂进

  行喷砂处理后表面清洁度为Sa3级,其粗糙度Rz达到25μm~60μm;然后采用超音速电弧喷涂

  技术在喷砂处理后的轴承钢基体1上喷涂金属铝丝形成阳极金属涂层2,厚度为25μm~45μ

  m;然后采用水性钝化剂对阳极金属涂层2进行涂装处理形成涂装涂层3,水性钝化剂可涂装

  1~2遍,尽可能浸渗到阳极金属涂层2内部,阳极金属涂层2的表面涂装涂层3厚度控制为0μ

  m~20μm,可进一步优化为0μm~5μm,一般设计时其表面涂装涂层3的厚度可不计。即形成本

  轴承实际喷涂加工过程及检测结果表明,本实用新型的喷砂粗糙度Rz显著提高到

  25μm~100μm,热喷涂作业过程中没有出现金属涂层起皮问题,热喷涂金属涂层附着力检测

  结果与现有技术相比大幅提高,全部达到国家规范要求。相关盐雾试验表明(见表1),本实

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