[发明专利]陶瓷球的加工工艺

说明书

本发明涉及陶瓷球加工工艺及其设备。所述陶瓷球的材质包括：氧化物和氮化物、碳化物等结构陶瓷。

随着现代技术的发展，使用滚动轴承的环境及条件都较以前苛刻，一般高碳铬轴承钢制造的滚动轴承已经满足不了要求，许多领域都需要轴承在300℃以上的高温环境中使用，由于陶瓷轴承具有耐高温、抗冲击、韧性好、耐腐蚀、抗氧化、自润滑性能优异等特点，因此，陶瓷轴承的出现对轴承工业来说是一个很大的技术进步。陶瓷球的加工是陶瓷轴承的关键所在，其加工精度和质量直接影响轴承的精度和寿命，因此，陶瓷球的加工工艺方法及其设备的开发研究，对陶瓷轴承来讲就显得十分重要。

众所周知，陶瓷是脆硬材料，由于他的硬度较高、韧性较差，因而，其加工难度很大，主要表现在：加工周期长、球的尺寸和形状公差要求很严、表面光度、粗糙度难以达到现行标准、划伤、顶窝严重、废品率很高、生产成本较大。这些因素严重的影响了陶瓷轴承的产品质量，因而影响了陶瓷轴承的推广应用。

本发明的目的在于提供一种改进了的陶瓷球加工工艺方法和加工设备。

本发明所采用的工艺方法是在现有钢球加工工艺的基础上，通过优化切削液配方、提纯磨料和改进现有设备参数来提高陶瓷球的表面加工质量、缩短加工周期，从而提高生产率，降低生产成本的。

本发明所加工的陶瓷球材料是指：添加有稀土的氧化物、氮化物或碳化物结构陶瓷，如：氧化锆、氧化铝、氮化硅、炭化硅等。

本发明是采用人造金刚砂、天然金刚石粉、碳化硅、白刚玉、棕刚玉或立方氮化硼、氧化铬、氧化铁来作磨料；采用煤油、锭子油、机油，将其中两种或三种按一定的比例所配制的乳化溶液来作研磨液的。机油和锭子油的运动粘度(50℃时)在：7-43厘泊之间。

其中，磨料的粒度牌号在：W100-w0.1之间，其粒度在100μ-0.08μ之间的上述磨料为最佳。

本发明采用上述磨料和上述切削液的混合物作研磨剂，在混磨机上混磨至少24小时以上，并经过虑后使用，其浓度比例在5％-81％之间。    

本发明的超精加工是在通用立式、卧式钢球精研机上或专门设计改进的精研机上实施的。其上、下或左、右研磨板直径尺寸在￠350-￠1200毫米之间。转速在20-80r.m.p.之间。

附图1是本发明采用的研磨板示意图，其中图1a是a型板，图1b是b型板。

附图2是研磨板上V型沟槽的结构示意图。

本发明所采用的上述精研机可以是装有加热器或没有加热器的。加热器控制温度在15℃-25℃之间。

本发明如采用立式精研机：其上研磨板如(附图1)所示是全封闭或带装球口的。图中标号1是指上板，标号2是指装球口。

如机床不装带加热装置，本发明所实施的环境温度在15℃-25℃之间。

采用本发明所生产的陶瓷球适用于制造滚动轴承、各种阀球和液压件的单向阀球。其直径尺寸在：￠2-￠60.毫米之间。

本发明中实施机床的上、下或左、右研磨板其中之一如附(图2)所示，车有90°-120°V型沟槽，其沟槽数在：5-15条，沟深在2-35毫米之间，且沟槽是以机床回转中心为中心的同心圆。

采用本发明所提供的工艺参数和设备，生产的陶瓷球质量指标可以达到：ISO 3290 & GB308-84 G5级。

生产周期：8-13天。

为了加深对本发明的理解，下面将以实例对本发明的实施过程进行描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

1、选在通用立式钢球精研机机上加工。上、下研磨板直径：￠600毫米。

2、氧化铝陶瓷球：直径￠5.0-￠5.8毫米。二千粒至三千粒。

3、选W63的金刚砂一千克，20#机油、锭子油共计：15公升。

4、采用混磨机将上述3中的磨料和油料在专用混磨机中混磨24小时。制成混合体。

5、下板车出100°的V型槽9条。槽深3.5毫米。

6、将上述陶瓷球与金刚砂、油料的混合体按一定比例添加，调整机床转速在20→80r.p.m.之间，经研磨2至5天，球的圆度、棱圆度、尺寸公差可达到：0.08-0.03毫米范围。

7、将加工后的球取出，洗净，选别。

8、控制室温度(或采用加热器)在15℃-25℃之间。

9、采用粒度在：W5-W0.1之间的磨料，按上述方法6所述步骤进行5-8次不重复研磨，可获得ISO 3290 & GB 308-84所述的G16-G5级精度的陶瓷球。