[发明专利]一种复合轴瓦的耐腐蚀水泵推力轴承的加工方法

权利要求书

1.一种复合轴瓦的耐腐蚀水泵推力轴承的加工方法，所述推力轴承包括推力盘、复合轴瓦、轴瓦基底和轴承基座，其特征在于，所述推力盘中间设有通孔，所述通孔侧面上设有键槽，且通孔轴向位置处设有轴向限位槽，所述推力盘安装在复合轴瓦的上方，所述复合轴瓦热压烧结于轴瓦基底的上方，所述轴瓦基底上设有轴瓦基底安装孔和油沟，所述轴瓦基底通过轴瓦基底安装孔安装在轴承基座上，所述轴承基座位于轴瓦基底的下方，所述复合轴瓦由改性PTFE层、磷青铜螺旋丝层和铜粉层热压烧结而成；

所述推力轴承的加工方法如下：

1)推力盘加工：切割出直径为280mm、厚35mm的不锈钢棒料作为坯料，用车床去除不锈钢棒料的外皮，精加工，形成直径为264mm、厚30mm的不锈钢圆盘，在圆盘顶部中心镗出直径为101mm的内孔，打通，在该内孔基础上，由圆盘顶部开始车削出直径为121mm、深8mm的内圆，形成轴向限位槽，使用插床在内孔上切削出宽20mm、深6mm的键位槽，加工的公差为0.02mm，车顶圆倒角，为0.5×45°，热处理；

2)复合轴瓦与轴瓦基底复合层加工：使用球磨机将聚四氟乙烯材料磨成粒径为10um以下的颗粒，利用热压法将纳米陶瓷粉末与PTFE颗粒混合，热熔后精加工成改性PTFE板料，即改性PTFE层；

2.1)将磷青铜金属丝顺时针卷绕在直径2mm的黑色棒料上，形成螺旋状，经过热处理后形成磷青铜螺旋丝层；

2.2)线切割不锈钢板，精加工后形成轴瓦基底层，热处理；

2.3)使用热压烧结炉将铜粉烧结在不锈钢轴瓦基底上，形成铜粉层与轴瓦基底的复合体，再将磷青铜螺旋丝层烧结在铜粉-不锈钢基底复合层上，最后将改性PTFE层烧结在磷青铜螺旋丝-铜粉-不锈钢基底复合体上，经轧制形成薄壁复合轴瓦与轴瓦基底复合层试样；

2.4)线切割复合轴瓦与轴瓦基底复合层形成圆形板料，在板料外圆边倒0.5×45°圆角，采用飞秒激光技术在改性PTFE层表面加工棱形网状微织构，每条织构深0.5mm，宽50um，棱形网状微织构具体由成40°夹角的棱形边相互交错而成，加工时先从复合轴瓦与轴瓦基底复合层外圆边开始切向加工竖边，直至加工到另一端，再逆时针旋转复合层40°角，依次切向加工棱形网状微织构的斜边，直至加工到另一端；

2.5)在圆形板料上镗直径为120mm的内孔，打通，形成环形板料，顺时针依次在环形板料上铣6个油沟，油沟呈半扇形，扇角为21.8°，油沟深15mm，相邻油沟之间相距一个呈半扇形的复合轴瓦的扇形角度，每个复合轴瓦瓦长60mm、瓦宽60mm、瓦高15mm，接着在每个油沟中间镗M8螺栓孔，M8螺栓孔即为轴瓦基底安装孔，加工公差为0.02mm，车出轴瓦基底倒角0.5×45°；

3)轴承基座加工：切割出直径为310mm、厚65mm的不锈钢棒料作为坯料，用车床车去不锈钢棒料的外皮，精加工，形成直径为300mm、厚60mm的不锈钢棒，在钢棒顶部中心镗出直径为120mm的内孔，打通，在钢棒外圆车去30mm的不锈钢料，刀具进给深度为30mm，从而形成直径为300mm、厚30mm的法兰，在法兰边缘依次加工6个M10螺栓孔，在顶部依次镗6个M8螺栓孔，车顶圆倒角，为0.5×45°，加工公差为0.02mm，热处理；

4)奥氏体不锈钢推力盘、轴瓦基底以及轴承基座热处理；

4.1)将加工成型的推力盘、轴瓦基底以及轴承基座放入高温炉中，温度加热到350℃，保温1.5小时，空冷，去除加工应力；

4.2)固溶处理，继续加热，直至温度达到1000-1050℃范围内，保持炉内温度2小时，取出，水冷至常温；

4.3)稳定化处理，继续回炉，升温至900℃，保温3-5小时，空冷至室温；

4.4)附加回火，温度加热到200℃，保温2-3小时，最后在炉中自然冷却；

5)轴承装配：首先使用6个M10的螺栓将轴承基座安装于机架上，接着使用6个M8的螺栓通过轴瓦基底安装孔将复合轴瓦与轴瓦基底复合层安装于轴承基座上方，在具有棱形网状微织构的改性PTFE层和油沟表面注入一层润滑油，接着将推理盘安装与复合轴瓦的正上方，完成装配。

2.根据权利要求1所述的复合轴瓦的耐腐蚀水泵推力轴承的加工方法 ，其特征在于，所述改性PTFE层、磷青铜螺旋丝层和铜粉层之间的厚度比例为1∶2∶2。

3.根据权利要求2所述的复合轴瓦的耐腐蚀水泵推力轴承的加工方法 ，其特征在于，所述改性PTFE层表面上加工有棱形网状微织构。