防電腐蝕用滾動軸承的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及滾動軸承，特別涉及通過被覆陶瓷噴鍍皮膜而防止鐵路車輛的電動馬 達等產(chǎn)生的電流所導致的電腐蝕的防電腐蝕用滾動軸承。
【背景技術】
[0002] 作為鐵路車輛的電動馬達的旋轉軸等軸承，一般使用滾動軸承，該滾動軸承具備 金屬制的外輪和金屬制的內(nèi)輪，該金屬制的內(nèi)輪在該外輪的徑向內(nèi)側藉由滾動體與該外輪 配置成同心狀。電動馬達等中產(chǎn)生的電流沿著外輪、滾動體、內(nèi)輪而流向支撐鐵路車輛的電 動馬達、發(fā)電機、電氣設備的旋轉軸的滾動軸承。流經(jīng)滾動軸承的電流在滾動體與內(nèi)外輪的 接觸面產(chǎn)生火花，在形成電流通路的外輪、滾動體、內(nèi)輪中會發(fā)生電腐蝕。電腐蝕不僅使?jié)L 動軸承的性能降低，而且還會引起壽命減少。
[0003] 通過使?jié)L動軸承的例如外輪與支撐該外輪的外殼之間絕緣，使電流不流至滾動軸 承，從而可以防止電腐蝕導致的壽命降低。為此，可以用絕緣材料被覆與外殼接觸的滾動軸 承的外輪的外表面。作為絕緣材料，陶瓷材料是合適的，為了用陶瓷材料進行被覆，利用噴 鍍法在滾動軸承的外輪的外表面形成陶瓷皮膜。
[0004] 專利文獻1和專利文獻2記載有防電腐蝕滾動軸承，其中，將滾動軸承的外輪的外 表面粗糙化，在其表面形成了 0. 15mm~0. 45mm的陶瓷噴鍍皮膜。還已知一種在外輪的外 表面以特定的薄度形成有陶瓷噴鍍皮膜的滾動軸承，該陶瓷噴鍍皮膜由包含鋁氧化物和鈦 氧化物的灰色氧化鋁構成（專利文獻3)。已知一種在外輪的外表面形成有陶瓷噴鍍皮膜 的滾動軸承，該陶瓷噴鍍皮膜以氧化鋁為主要成分并使二氧化鈦的含量為0.01重量％~ 0. 2重量％ (專利文獻4)。該現(xiàn)有技術中，使用于形成陶瓷噴鍍皮膜的陶瓷粉末的粒徑為 10Um~ 50um〇
[0005] 專利文獻5的滾動軸承中，在外輪的外表面形成氣孔率為2%~6%的陶瓷噴鍍皮 膜，進而填充了有機系的封孔劑。專利文獻6所述的滾動軸承中，安裝于外殼的外輪的表 面用陶瓷制的被覆層和其上方的2層金屬層進行了被覆。專利文獻7中記載了一種在粗 糙化的表面形成有陶瓷皮膜的滾動軸承，其中，將滾動軸承的外輪的外表面粗糙化至Ra為 1. 0Um~3. 0um〇
[0006] 現(xiàn)有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特開2011-117607號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2007-170673號公報
[0010] 專利文獻3 :日本特開2009-299904號公報
[0011] 專利文獻4 :日本特開2007-147072號公報
[0012] 專利文獻5 :日本特開2008-50669號公報
[0013] 專利文獻6 :日本特開2002-181054號公報
[0014] 專利文獻7 :日本特開2008-32127號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明要解決的課題
[0016] 專利文獻1和專利文獻2的滾動軸承中，將外輪的外表面粗糙化，形成了具有 0. 15_~0. 45_的膜厚的陶瓷噴鍍皮膜，但形成該范圍的膜厚的陶瓷噴鍍皮膜時無法得 到充分的降低制造成本的效果。而且，由于這種膜厚的影響，在溫度差大的使用環(huán)境下，與 滾動軸承的外輪之間會產(chǎn)生剪切應力，由于該剪切應力和皮膜內(nèi)部的殘余應力的影響導致 的機械強度的降低，有可能引起皮膜的剝離或裂紋等損傷。如果僅減小陶瓷噴鍍皮膜的 膜厚，則不僅絕緣性降低，而且皮膜容易發(fā)生損傷。在形成了包含鋁氧化物和鈦氧化物的 灰色氧化鋁構成的陶瓷噴鍍皮膜的專利文獻3的滾動軸承的情況下，皮膜的膜厚被設為 0. 1_~0. 8_，雖然采用了灰色氧化鋁，但制造成本的降低效果不能說是充分的，還存在 陶瓷噴鍍皮膜剝離的問題。
[0017] 在使陶瓷粉末的粒徑為10ym~50ym的專利文獻4、和將有機系的封孔劑填充至 陶瓷噴鍍皮膜而抑制了絕緣電阻的不均的專利文獻5的滾動軸承的情況下，由于陶瓷噴鍍 皮膜的膜厚為〇. 4_左右，因而成本高，除此以外，外輪與陶瓷噴鍍皮膜的密合性低。在為 由陶瓷噴鍍皮膜和金屬層構成的3層結構的專利文獻6的滾動軸承的情況下，由于需要用 于設置金屬層的工序，因而成本高。在使?jié)L動軸承的外輪的外表面粗糙化成Ra為1. 0ym~ 3. 0ym的專利文獻7的滾動軸承的情況下，即便能得到密合性，膜厚也大，與專利文獻1等 同樣具有成本高等問題。另外，特別是在流動高電流的環(huán)境下，絕緣性能變得不充分，會發(fā) 生電腐蝕，也具有引起低壽命的缺點。
[0018] 因此，本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術的問題，目的在于提供一種防電腐蝕用滾動軸承， 其能夠大幅降低制造成本，即使在多種多樣的環(huán)境下也難以受到損傷，同時具有高密合性 且可以得到充分的絕緣性能。
[0019] 用于解決課題的方案
[0020] 為了達到上述目的，采取了下述技術手段。即，本發(fā)明的防電腐蝕用滾動軸承的特 征在于，其具備：金屬制的外輪；金屬制的內(nèi)輪，其與所述外輪藉由多個滾動體配置成同心 狀且相對自由旋轉；和防電腐蝕用的陶瓷噴鍍皮膜，其通過等離子體噴鍍法形成于所述外 輪的外表面，所述外輪的外表面的表面粗糙度Ra為0. 5ym~2. 0ym，所述陶瓷噴鍍皮膜由 以鋁氧化物和鈦氧化物為主要成分的材料構成，鋁氧化物的含量為98. 0重量％~99. 5重 量％，且鈦氧化物的含量為0. 5重量％~2重量％，利用有機系樹脂對所述陶瓷噴鍍皮膜實 施封孔處理，所述陶瓷噴鍍皮膜的膜厚為50ym~100ym，所述陶瓷噴鍍皮膜的體積電阻 率為 1013Qcm~1016Qcm。
[0021] 根據(jù)上述本發(fā)明，陶瓷噴鍍皮膜由以鋁氧化物和鈦氧化物為主要成分的材料構 成，因此噴鍍時的成膜效率高，能夠以低成本進行成膜。陶瓷噴鍍皮膜中的鋁氧化物的含 量為98. 0重量％~99. 5重量％，并且鈦氧化物的含量為0. 5重量％~2重量％，因此 與通常的以鋁氧化物和鈦氧化物為主要成分的材料相比能夠維持高絕緣性能，能夠實現(xiàn) 1013Qcm~1016Qcm的體積電阻率。由于被陶瓷噴鍍皮膜被覆的外輪的外表面的表面粗 糙度Ra為0. 5ym~2. 0ym，因此能夠得到與陶瓷噴鍍皮膜的高密合性。陶瓷噴鍍皮膜的 膜厚為50ym~100ym，降低制造成本的效果大，而且難以因在溫度差大的使用環(huán)境下與 滾動軸承的外輪之間產(chǎn)生的剪切應力、或皮膜內(nèi)部的殘余應力的影響而發(fā)生機械強度的降 低，可以防止引起皮膜的剝離和裂紋等損傷。
[0022] 本發(fā)明的防電腐蝕用滾動軸承的特征在于，其具備：金屬制的外輪；金屬制的內(nèi) 輪，其與所述外輪藉由多個滾動體配置成同心狀且相對自由旋轉；和防電腐蝕用的陶瓷噴 鍍皮膜，其通過等離子體噴鍍法形成于所述內(nèi)輪的外表面，所述內(nèi)輪的外表面的表面粗糙 度Ra為0. 5ym~2. 0ym，所述陶瓷噴鍍皮膜由以鋁氧化物和鈦氧化物為主要成分的材料 構成，鋁氧化物的含量為98. 0重量％~99. 5重量％，且鈦氧化物的含量為0. 5重量％~2 重量％，利用有機系樹脂對所述陶瓷噴鍍皮膜實施封孔處理，所述陶瓷噴鍍皮膜的膜厚為 50ym~100ym，所述陶瓷噴鍍皮膜的體積電阻率為1013Qcm~1016Qcm。
[0023] 根據(jù)上述本發(fā)明，陶瓷噴鍍皮膜由以鋁氧化物和鈦氧化物為主要成分的材料構 成，因此噴鍍時的成膜效率高，能夠以低成本進行成膜。陶瓷噴鍍皮膜中的鋁氧化物的含 量為98. 0重量％~99. 5重量％，并且鈦氧化物的含量為0. 5重量％~2重量％，因此 與通常的以鋁氧化物和鈦氧化物為主要成分的材料相比能夠維持高絕緣性能，能夠實現(xiàn) 10 13Qcm~1016Qcm的體積電阻率。由于被陶瓷噴鍍皮膜被覆的內(nèi)輪的外表面的表面粗 糙度Ra為0. 5ym~2. 0ym，因此能夠得到與陶瓷噴鍍皮膜的高密合性。陶瓷