一种转动导电机构的制备方法与流程

[0001]
本发明属于转动焊接技术领域，具体涉及一种转动导电机构的制备方法。


背景技术：

[0002]
众所周知，螺纹套管作为固定连接部件在很多领域得到广泛的应用，现有的螺纹套管的加工是将一个套管段的两端分别与两个螺母通过焊接连接一体。在采用电焊机焊接时，需要将工件接地，对于工件旋转环缝焊接时，如何将工件通过导线与接地线连接，是当前需要解决的问题。焊接称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属，焊接需要肢体带动焊接装置与工件接触，焊接过程中存在安全隐患，且手动带动工件与焊接装置接触会出现焊接不均匀、气孔、未焊透的现象。焊接操作是一种均速、稳定的操作过程，只有在均速、稳定的条件下，才能获得优良的焊缝质量。在不转动状态下，只能进行全位置焊接，全位置焊接的操作难度极高，相应的对操作人员的操作水平要求极高，且焊缝质量合格率较低。
[0003]
目前，现有的地线与工件的连接方式主要有两种。一种是直接用夹子连接，即用夹子直接夹住电缆与工件连接。该方法虽然简单，但是容易造成电缆绕圈损伤，且电缆的损耗非常大。再就是使用普通的接地转子，但是接地转子容易发热变形，而且随着工件的转动，工作一段时间后会使接地转子卡死，无法转动。因此，如果直接使地线固定在工件上进行焊接的方法劳动强度大，工作效率低，电缆的使用寿命短。如果采用普通的接地转子，不仅产品的质量受到影响外，集聚的高温对生产作业人员的安全也构威胁。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种转动导电机构的制备方法，该制备方法通过合理设计，研制出一种新型的转动导电机构，不仅提高了焊接过程的安全性，同时保证了转动焊接的质量，避免缺焊漏焊。
[0005]
本方案提供一种转动导电机构的制备方法，所述转动导电机构由滚动轴承和设置在滚动轴承外圈的导电胶套构成，制备滚动轴承步骤如下：（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈和轴承外圈结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在720-850℃进行烧结，烧结时间为20-45min，经过冷轧后，在850-950℃进行再次烧结，烧结时间为60-80min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层原料混合后，涂覆在滚子表面和步骤（3）所得到的轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，涂覆后将钢套放置在60-90℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至
225-245℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套，所述导电润滑层由以下原料制成：包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份；（5）、将轴承内圈、滚子和轴承外圈进行组装以得到滚动轴承；优选地，所述碳纳米管的长度为1-2μm。
[0006]
优选地，所述轴承合金材料为石墨粉和镍铝青铜粉，所述石墨粉和镍铝青铜粉的质量比为1:28-32。
[0007]
优选地，所述滚子外表面镀有导电膜。
[0008]
优选地，所述导电胶套包括管状材料层、位于管状材料层内外两侧的金属网层以及设置在管状材料层和金属网层之间的粘结层，在管状材料层和粘结层中分布有金属粉，位于管状材料层的金属粉浓度大于粘结层的金属粉浓度。
[0009]
本方案的有益效果为：其一、本方案通过创新，改变了导电机构的结构，提高了焊接质量，具体分析如下：将导电机构分为两个部件，与转轴连接的滚动轴承和套装在滚动轴承上的导电胶套，实现在焊接过程中，接地转子通过导电机构与接地板实现导通连接，由于在转轴转动过程中，为保证滚动轴承与导电铜片之间的接触稳定性，并保证部件的使用寿命，避免接地转子震动影响，在滚动轴承和导电铜片之间设置导电胶套，一方面，导电胶套为软性材质，能起到减震作用，避免接地转子振动通过滚动轴承对导电铜片接触的可靠性影响，影响部件使用寿命，另一方面，为了保证导电胶套能够导通较大电流，使得导电机构的导电效果得到增强，特别在导电胶套的内外侧设置有金属丝网，并在胶套内设置有一定密度的金属粉，从而增强导电性能，导电铜片与胶套外侧的金属网层接触，从而实现导电，同时由滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了接地转子与导电机构两个部件的相对摩擦力，不会造成热量的集聚，使得安全性大大增强。
[0010]
其二、优化了滚动轴承的制备工艺，本方案采用经过特殊处理的钢套制作滚动轴承，在滚动轴承上涂覆有金属粉材料层和导电润滑层，能够进一步提升其导电性能，其中金属粉材料层为底层材料，采用高导电黄铜合金材质，包裹了整个滚动轴承，同时为了进一步提高轴承的导电润滑性，在底层材料的上层设置了导电润滑层，不仅保证了导电性能良好，还有效地提高了其耐磨润滑性能，在金属粉材料层开设凹槽，能够有效提升导电润滑层的附着力，同时严格控制钢套的高温下的热处理温度和时间，并采用分段升温处理和时效处理，使得滚动轴承在保证较高的精度下，具有良好的导电性能和润滑性能。
附图说明
[0011]
图1为本发明导电机构的结构图；1、滚动轴承，1-1、轴承内圈，1-2、轴承外圈，1-3、滚子，2、导电胶套。
具体实施方式
[0012]
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
[0013]
一种转动导电机构的制备方法，所述导电机构由滚动轴承1和设置在滚动轴承1外
圈的导电胶套2构成，滚动轴承1由轴承内圈1-1、轴承外圈1-2和滚子1-3组成，滚动轴承1的轴承外圈1-2通过导电胶套2与导电铜片导电连接。
[0014]
制备滚动轴承1步骤如下：（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈1-1和轴承外圈1-2结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在720-850℃进行烧结，烧结时间为20-45min，经过冷轧后，在850-950℃进行再次烧结，烧结时间为60-80min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层涂覆在步骤（3）所得到的轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，所述导电润滑层包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份，涂覆后将钢套放置在60-90
°
烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至225-245℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套；（5）、将轴承内圈1-1、滚子1-3和轴承外圈1-2进行组装以得到滚动轴承1；本方案在滚动轴承1内进一步设置有导电油脂。其中在金属粉材料层开设凹槽，能够有效提升导电润滑层的附着力，进一步地在凹槽内还可以设置有垂直凹槽长度方向的横向压纹，能够进一步提升两个材料层的相互镶嵌融合。
[0015]
所述导电胶套2包括管状材料层、位于管状材料层内外两侧的金属网层以及设置在管状材料层和金属网层之间的粘结层，在管状材料层和粘结层中分布有金属粉，位于管状材料层的金属粉浓度大于粘结层的金属粉浓度。
[0016]
制备导电胶套2步骤如下：首先，将硅橡胶的原料置于烘箱中烘烤35-45min，去除硅橡胶原料中吸附的水分；将硅橡胶、金属粉和添加剂按照上述配比投入搅拌机中，分散搅拌后，制得所述的导电材料；将上述混合后的硅橡胶材料通过挤出机挤出为管状的材料，其中挤出压力为4.5-5mpa,挤出温度为195-210℃，制得管状材料层；所述管状材料层由以下原料制成：甲基乙烯基硅橡胶30份，金属粉末6-8份，乙烯基硅油1～2份，催化剂0.1-0.2份，抑制剂0.2～0.3份。然后，混合搅拌粘结层硅胶原料，并将混合好的粘结层硅胶均匀涂覆在上述所得到的管状材料的内外两侧表面，制得粘结层；所述的粘结层由以下原料制成：甲基乙烯基苯基硅橡胶10-15份、天然橡胶12-18份、压敏硅胶胶水 40-70份，增粘剂3-6份，气相法白炭黑33-35份、去离子水4-7份，金属粉末5-20份，导电炭黑20-25份。最后，在得到的管材内外表面敷设金属网，并将敷设好的管材放置烘箱中进行烘烤35-45min，烘烤温度为115-120℃，冷却后固化为导电胶套2，并根据设计尺寸进行切割。
[0017]
本方案中，所述碳纳米管的长度为1-2μm。
[0018]
本方案中，所述轴承合金材料为石墨粉和镍铝青铜粉，所述石墨粉和镍铝青铜粉的质量比为1:28-32。
[0019]
本方案中，所述滚子1-3表面镶嵌有导电膜，所述导电膜为高导电性铜合金材质。
[0020]
本方案中，制备滚动轴承1步骤中，金属粉材料层为高导电性铜合金材质。
[0021]
实施例一、一种转动导电机构的制备方法，所述转动导电机构由滚动轴承11和设
置在滚动轴承11外圈的导电胶套2构成，制备滚动轴承1步骤如下：（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈1-1和轴承外圈1-2结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；所述轴承合金材料为石墨粉和镍铝青铜粉，所述石墨粉和镍铝青铜粉的质量比为1:30。（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在770℃进行烧结，烧结时间为30min，经过冷轧后，在880℃进行再次烧结，烧结时间为65min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层涂覆在步骤（3）所得到的轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，所述导电润滑层包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，所述碳纳米管的长度为1-2μm，固体润滑剂1-2份，涂覆后将钢套放置在75℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至225℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套；（5）、将轴承内圈1-1、滚子1-3和轴承外圈1-2进行组装以得到滚动轴承1。
[0022]
实施例二、本实施例主要改变了滚动轴承制备工艺的具体参数，具体描述如下：（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈1-1和轴承外圈1-2结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；所述轴承合金材料为石墨粉和镍铝青铜粉，所述石墨粉和镍铝青铜粉的质量比为1:29。（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在800℃进行烧结，烧结时间为35min，经过冷轧后，在920℃进行再次烧结，烧结时间为70min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3-0.5mm；（4）、将导电润滑层涂覆在步骤（3）所得到的轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，所述导电润滑层包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，所述碳纳米管的长度为1-2μm，固体润滑剂1-2份，涂覆后将钢套放置在80℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至235℃，导电润滑层的厚度为0.5-0.8mm，制成备用钢套；（5）、将轴承内圈1-1、滚子1-3和轴承外圈1-2进行组装以得到滚动轴承1。
[0023]
实施例三、本实施例主要改变了滚动轴承制备工艺的具体参数，（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈1-1和轴承外圈1-2结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；所述轴承合金材料为石墨粉和镍铝青铜粉，所述石墨粉和镍铝青铜粉的质量比为1:28。（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在720℃进行烧结，烧结时间为20min，经过冷轧后，在950℃进行再次烧结，烧结时间为60min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3-0.5mm；（4）、将导电润滑层涂覆在步骤（3）所得到的轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，所述导电润滑层包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，所述碳纳米管的长度为1-2μm，固体润滑剂1-2份，涂覆后将钢套放置在60℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至225℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套；（5）、将轴承内圈1-1、滚子1-3和轴承外圈1-2进行组装以得到滚动轴承1。
[0024]
实施例四、本实施例主要改变了滚动轴承制备工艺的具体参数，（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈1-1和轴承外圈1-2结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；所述轴承合金材料为石墨粉和镍铝青铜粉，所述石墨粉和镍铝青铜粉的质量比为1:32。（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在850℃进行烧结，烧结时间为45min，经过冷轧后，在950℃进行再次烧结，烧结时间为80min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3-0.5mm；（4）、将导电润滑层涂覆在步骤（3）所得到的轴承外圈1-2的内环面和轴承内圈1-1的外环面，所述导电润滑层包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，所述碳纳米管的长度为1-2μm，固体润滑剂1-2份，涂覆后将钢套放置在90
°
烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至245℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套；（5）、将轴承内圈1-1、滚子1-3和轴承外圈1-2进行组装以得到滚动轴承1。
[0025]
以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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