在電動機和發(fā)電機中，車身，轉(zhuǎn)向架和車軸之間存在環(huán)路和感應(yīng)電流。當電流在軸承旋轉(zhuǎn)過程中流經(jīng)軸承時，它會在滾動接觸處突破超薄油膜，產(chǎn)生火花，從而對接觸表面造成局部熔體損壞并導致電腐蝕。這會導致軸承旋轉(zhuǎn)不良，在嚴重的情況下會發(fā)展為剝落，從而導致軸承故障。另外，滾動表面的硬度降低，使其更容易磨損。這直接影響電機和主機的性能和壽命。因此，有必要開發(fā)適用于電動機和發(fā)電機的絕緣軸承。絕緣軸承通過絕緣軸承的導電路徑解決了軸承的電腐蝕問題。如今，通常使用三種類型的絕緣軸承。 '：（1）在軸承的外圈上噴涂陶瓷涂層；（2）在軸承的外圈上噴涂樹脂；（3）用于陶瓷軋制的元件。接下來，我們主要研究了使用等離子噴涂技術(shù)在表面上具有陶瓷噴涂的絕緣軸承的制造及其檢測方法。
等離子噴霧器是由幾個單獨的設(shè)備和裝置組成的復雜的設(shè)備系統(tǒng)（2）。它主要由動力控制系統(tǒng)，噴槍，冷卻系統(tǒng)，供氣裝置，供粉裝置，噴槍運動控制裝置，噴霧部件運動控制裝置，通風排氣裝置，除塵器等組成。等離子噴涂技術(shù)具有沉積速率高，生產(chǎn)效率高和應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點。它還在各種熱噴涂方法中保持領(lǐng)先地位，占熱噴涂市場的50％。在陽極和陰極之間點燃等離子噴涂，從而產(chǎn)生高頻電弧。氣體（例如氦氣，氫氣，氮氣或它們的混合物）在電離的電極之間流動，并產(chǎn)生幾厘米長的等離子火焰。將噴涂材料從噴槍噴涂到粉末形式的等離子火焰上，加熱并熔化，最后通過壓縮氣體高速噴涂，與基材表面碰撞形成涂層。等離子弧溫度可以達到10,000或更高，流速可以達到1,000 m / s或更高。所得的涂層具有優(yōu)良的品質(zhì)，低孔隙率和對基材的強粘附性。
等離子噴涂可應(yīng)用于多種材料，包括幾乎所有的固態(tài)陶瓷，金屬陶瓷，金屬間化合物，其他無機非金屬材料（例如玻璃和礦渣）以及各種復合粉末。
Al2O3陶瓷具有高介電常數(shù)，高體積電阻率，低介電損耗，高抗熱震性以及用于電子設(shè)備的絕緣材料的所有優(yōu)異性能。另外，Al 2 O 3涂層具有優(yōu)異的耐磨性，耐熱性和耐腐蝕性。因此，Al2O3用作絕緣軸承的涂層材料。另外，向涂料中添加二氧化鈦改善了涂料的韌性和內(nèi)聚性，但是降低了Al 2 O 3和涂料的純度，導致電絕緣性降低。因此，有必要根據(jù)產(chǎn)品的特性選擇合適的配方。在本文中，選擇純Al2O3粉末作為噴涂材料。涂布效率高，但是當噴霧粉末的粒徑大且需要大功率時，孔隙率增加。該粉末具有細小的粒度，快速加熱，完全熔化和高密度涂層的優(yōu)點，但沉積效率和粘結(jié)強度低。陶瓷材料通常具有高熔點和低導熱率，因此必須減小熱噴涂材料的粒徑。合適的粒徑范圍通常為15-45微米，并且粉末粒徑應(yīng)占一定百分比。提高沉積效率和涂層致密性。
工藝流程
絕緣軸承的基本加工技術(shù)是軸承/樣品加工-精密測量-板加工-底漆噴涂陶瓷涂層噴涂-密封加工-研磨。
根據(jù)性能測試標準，樣本塊大小為：圓柱樣品25mm 40mm，圓盤樣品52mm 4mm，圓柱樣品主要用于涂層附著力測試（圖1），圓盤樣品主要用于顯微硬度測試。該測試軸承使用7212角接觸球軸承（GCr15），并在外圈外徑表面，內(nèi)徑表面和內(nèi)圈端面上涂覆Al2O3涂層。涂層性能要求為厚度0.25-0.3 mm，抗斷裂強度大于1000 V / AC，絕緣電阻大于50 MO和涂層粘結(jié)強度大于20 MPa。采用先進的GP-80高能等離子噴涂裝置。噴涂過程如下：
(1)基質(zhì)預處理。金屬基體的預處理包括清潔和凈化、屏蔽、噴砂和粗糙化以及基底預熱。先用蒸汽用油等有機溶劑清洗軸承套圈，并用膠帶覆蓋軸承未噴涂的表面；用噴砂機對待噴涂剛玉磨料的表面進行粗化，以暴露出金屬基體新的活性表面，并增加噴涂顆粒與基體之間的機械嵌入；然后預熱基底，以降低噴射液滴和基底之間的溫度梯度，并降低熱應(yīng)力。
(2)噴涂。
(3)根據(jù)基板的形狀和尺寸，選擇夾具和工具。等離子氣體選用N2和H2，噴涂工作電流500 A(DC)，電壓74 ~80 kV，送粉速度3 kg/h，與等離子火焰流功率相匹配。噴涂距離50~ 100 mm左右，噴涂角度盡量接近90。噴涂過程中，通過多次噴涂控制基體溫度，通過多次測量控制涂層厚度。
