CN101406922A - 一种磨球生产方法及磨球生产用旋切滚锻机 - Google Patents

Abstract

一种磨球生产方法及磨球生产用旋切滚锻机，其方法包括以下步骤：将成品圆钢加热至1050℃～1150℃；设置由表面设螺旋状圆弧槽的锥型旋切辊、表面设螺旋状圆弧槽的滚锻辊同轴设置组成的两个旋切滚锻辊；两个旋切滚锻辊同方向交叉设置，并且两者之间保留间隙；加热后的圆钢先经旋切辊的圆弧槽顶端面同向旋转产生的旋切力、圆弧槽顶端面的挤压力的作用，在旋切辊之间前进的同时，逐渐被旋切成球型毛坯；再进入到滚锻辊的圆弧凹槽内，实现二次滚圆整型；待钢球达到830℃～870℃后，进入介质水中进行淬火热处理；再经保温回火后得到磨球。提高了磨球生产效率高，成品率高，质量高，且成本低。

Description

一种磨球生产方法及磨球生产用旋切滚锻机

技术领域

本发明涉及磨球生产技术领域，具体是一种磨球生产方法及磨球生产用旋切滚锻机。

背景技术

磨球按其传统的生产方式区分有锻造钢球和铸造钢球两种。目前一般都采用两种生产方法：

一种是采用空气锤锻打，其生产流程为原材料先切断，进入加热炉加热后，用空气锤进行锻打。此种生产方式为个体作业，操作环节多，劳动力强度大，产量低，整机生产效率低。每台设备每小时生产磨球0.29吨(φ80的磨球)。

另一种是采用滚锻磨球生产线生产，其生产流程是：原材料成品圆钢精确冷切下料→感应加热炉加热到始锻温度1100℃～1150℃→预锻机快速预锻使其材料形变→滚锻机对形变钢球毛坯滚锻成形→等温机使钢球在一定时间内达到规定的温度控制范围→淬火过程(不同型号的钢球其淬火的时间不同，有控制系统)→自回火箱内保温回火→检验包装入库，共计8道生产工序过程。虽然此方法在一定程度上提高了磨球的产量和质量，但是下料、预锻分为两道工序，受设备因素、工装模具及人为因素影响较大，下料时容易发生尺寸长短不一致，产品合格率一直在80％左右波动，产品质量不稳定，造成产品生产成本居高不下。

近几年，随着生产技术不断发展，生产出了一系列的合金钢磨球，包括铸造球和锻造球，其硬度也能够达到HRC≥60，但是由于其磨球材料的淬透性较低，对于Φ80-Φ100磨球的心部硬度只能达到HRC40左右，而且这些合金磨球的性能极不稳定。由于其内外硬度差大、韧性不好，在使用时尤其是大型磨机使用过程中经常发生破碎现象。使用一些贵重金属合金材料制成的钢球能解决这一难题，但是其高额的制造成本及售价让生产方和使用方都无法接受。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种磨球生产方法，生产出的磨球不仅质量高而且生产成本低。

该磨球生产方法，包括以下步骤：

将成品圆钢送入加热炉中加热，加热到1050℃～1150℃；

设置由一个表面设有螺旋状圆弧槽的锥型旋切辊、一个表面设有螺旋状圆弧槽的滚锻辊同轴组成的第一旋切滚锻辊，将旋切辊的圆弧槽与滚锻辊的圆弧槽连贯连接，旋切辊直径大的一端与滚锻辊连接；

将第一旋切滚锻辊与与之结构大小相同的第二旋切滚锻辊同方向安装，交叉设置，并在两个旋切滚锻辊之间保留间隙；

将加热后的圆钢输送到两个旋切辊之间，在两个旋切辊的圆弧槽顶端面同向旋转产生的旋切力及两个圆弧槽顶端面对圆钢的挤压力作用下，带动圆钢继续进入到两旋切辊之间的同时，将圆钢逐渐旋切断形成球型毛坯；

然后球型毛坯进入到两个滚锻辊的圆弧凹槽内，并在两个滚锻辊同向旋转产生的螺旋力的作用下，在圆弧凹槽内滚动前进，实现二次滚圆整型；

二次滚圆整型后的钢球温度达到830℃～870℃之间后，进入介质水中进行淬火热处理；

再经自回火箱保温回火后得到磨球。

在该磨球生产方法中，所述的钢球淬火前的温度为850℃。

在该磨球生产方法中，成品圆钢采用中频感应加热炉加热。

本发明的另一目的是提供一种磨球生产用旋切滚锻机，包括机架、动力装置、两个滚锻辊，滚锻辊的表面设有螺旋状圆弧凹槽；每个滚锻辊同轴设置一个锥型旋切辊，分别形成第一旋切滚锻辊、第二旋切滚锻辊；所述旋切辊的表面也设有螺旋状圆弧凹槽；且旋切辊直径大的一端的圆弧凹槽与滚锻辊的圆弧凹槽连贯连接；第旋切滚锻辊与第二旋切滚锻辊同方向安装、交叉设置，且第一旋切滚锻辊、第二旋切滚锻辊之间设有间隙。

在该磨球生产用旋切滚锻机中，所述滚锻辊的圆弧凹槽的弧度，沿与旋切辊连接的一端到滚锻辊另一端的方向逐渐增大。

在该磨球生产用旋切滚锻机中，所述旋切辊采用合金工具钢制成。这样可保证旋切辊子既有足够的耐热性能和硬度，又保证旋切辊子使用的耐磨性，使旋切辊在工作过程中可顺利旋切断圆钢。

在该磨球生产用旋切滚锻机中，所述滚锻辊采用镍铬无限冷硬铸铁制成。

本发明的有益效果是：本发明的方法及旋切滚锻机不仅可以提高产品质量和生产效率，节省大量的钢材、电力，降低生产成本，且减少污染、保护环境。

与现有技术相比，使用本发明的方法及旋切滚锻机，因生产过程中各磨球经历的旋切时间一致，滚锻时间一致，成型时间一致，且热处理过程保持相同时间的处理，所以硬度保持一致，磨球大小保持一致，磨球生产质量稳定。

使用本发明方法及旋切滚锻机与采用现有技术滚锻机生产钢球对比，质量提高，见表1；而且大大提高了磨球的生产效率，见表2。

表1  磨球性能检测对比表

表2  磨球产量对比表

降低了磨球的生产成本，

表3  磨球生产成本对比表

使用本发明的方法及旋切滚锻机不仅减少了两道工序，每班节省下6个工人，节约了人工和原材料，降低了生产成本，减少了人为因素造成的质量不稳定状况，而且生产效率比原来提高了5倍，同时减少了工人的劳动强度，改善了工人的劳动环境。

在生产过程中全部用电炉加热，有利于环境保护。同时，减少了对资源的消耗，节约能源。

附图说明

图1为本发明中磨球生产用旋切滚锻机的主视图，

图2为本发明中磨球生产用旋切滚锻机的俯视图，

图3为本发明中磨球生产用旋切滚锻机的左视图，

图4为本发明中旋切辊、滚锻辊的结构示意图，

图5为本发明中第一旋切滚锻辊、第二旋切滚锻辊的结构示意图，

图中：1第一旋切滚锻辊，11旋切辊，12滚锻辊，121圆弧凹槽，13辊轴，2第二旋切滚锻辊，21辊轴，3圆钢，4机架。

具体实施方式

如图1、2、3所示，磨球生产用的旋切滚锻机主要包括机架4、动力装置、第一旋切滚锻辊1、第二旋切滚锻辊2。

如图4所示，第一旋切滚锻辊1包括滚锻辊12、锥型的旋切辊11。滚锻辊12的表面设有螺旋状圆弧凹槽121。旋切辊11的表面设有螺旋状圆弧凹槽111。滚锻辊12、旋切辊11都安装在辊轴13上，且旋切辊11直径大的一端的圆弧凹槽与滚锻辊12的圆弧凹槽连贯连接。滚锻辊12的圆弧凹槽的弧度，沿与旋切辊11连接的一端到滚锻辊12另一端的方向逐渐增大。

如图5所示，第二旋切滚锻辊2与第一旋切滚锻辊1结构大小相同，第二旋切滚锻辊2与第一旋切滚锻辊1交叉设置，且安装后保证两个旋切滚锻辊上的螺旋状圆弧凹槽的螺旋方向为同方向。第一旋切滚锻辊1、第二旋切滚锻辊2之间设有间隙。

由动力装置驱动第一旋切滚锻辊的辊轴13、第二旋切滚锻辊的辊轴21同向转动，辊轴13、21分别带动其上的旋切辊、滚锻辊转动。

磨球生产方法，以生产Φ80磨球为例，包括以下步骤：

将成品圆钢送入中频感应加热炉中加热，加热到1050℃～1150℃后，将圆钢输送到两个旋切辊之间。因为旋切辊为锥型，所以两个旋切辊之间的间隙一端大一端小，又因为旋切辊直径大的一端与滚锻辊连接，因此越靠近滚锻辊，两个旋切辊之间的间隙越小。加热后的圆钢从间隙较大的一端进入到两个旋切辊之间，在两个旋切辊的圆弧槽顶端面同向旋转产生的旋切力及两个圆弧槽顶端面对加热后圆钢的挤压力作用下，带动圆钢在两旋切辊之间继续前进的同时，利用循序渐进的挤压，将圆钢一点点旋切断，并逐渐形成近似球型毛坯。

两个旋切辊之间的间隙，直接影响是否能将热圆钢挤压、旋切断。间隙大了旋切不断，形不成球型；间隙小了，圆钢只转不走，也形不成圆球。

球型毛坯在辊轴转动使圆弧凹槽产生的螺旋力的带动下继续前进，因为旋切辊的圆弧凹槽与滚锻辊连贯连接，所以球型毛坯继续进入到两个滚锻辊的圆弧凹槽内。又因为两个滚锻辊为交叉设置，所以球型毛坯在滚锻辊的圆弧凹槽内受螺旋力的作用下，前进的同时会发生滚动形变，提高了滚圆效果，实现二次滚圆整型，使其表面光洁、外观圆滑、解决了旋切后的尾边毛刺等缺陷。而且经过二次滚圆增加了材质的二次形变，更进一步提高了钢球的机械性能。

二次滚圆整型后的钢球进入等温机，使钢球达到850℃后，进入介质水中进行淬火热处理；不同材质，不同规格的钢球，其淬水的时间不同。

再经自回火箱保温回火后得到磨球。

上述旋切滚锻机中，为保证旋切辊、滚锻辊使用寿命，旋切辊、滚锻辊根据功能不同分别采用合金工具钢、镍铬无限冷硬铸铁制成。合金工具钢制成的旋切辊既有足够的耐热性能和硬度，又保证旋切辊子使用的耐磨性，使旋切辊在工作过程中可顺利旋切断圆钢。

Claims (7)

1、一种磨球生产方法，其特征是包括以下步骤：

将成品圆钢送入加热炉中加热，加热到1050℃～1150℃；

设置由一个表面设有螺旋状圆弧槽的锥型旋切辊、一个表面设有螺旋状圆弧槽的滚锻辊同轴组成的第一旋切滚锻辊，将旋切辊的圆弧槽与滚锻辊的圆弧槽连贯连接，旋切辊直径大的一端与滚锻辊连接；

将第一旋切滚锻辊与与之结构大小相同的第二旋切滚锻辊同方向安装，交叉设置，并在两个旋切滚锻辊之间保留间隙；

将加热后的圆钢输送到两个旋切辊之间，在两个旋切辊的圆弧槽顶端面同向旋转产生的旋切力及两个圆弧槽顶端面对圆钢的挤压力作用下，带动圆钢继续进入到两旋切辊之间的同时，将圆钢逐渐旋切断形成球型毛坯；

然后球型毛坯进入到两个滚锻辊的圆弧凹槽内，并在两个滚锻辊同向旋转产生的螺旋力的作用下，在圆弧凹槽内滚动前进，实现二次滚圆整型；

二次滚圆整型后的钢球温度达到830℃～870℃之间后，进入介质水中进行淬火热处理；

再经自回火箱保温回火后得到磨球。

2、根据权利要求1所述的一种磨球生产方法，其特征是：所述的钢球淬火前的温度为850℃。

3、根据权利要求1或2所述的一种磨球生产方法，其特征是：成品圆钢采用中频感应加热炉加热。

4、一种磨球生产用旋切滚锻机，包括机架、动力装置、两个滚锻辊，滚锻辊的表面设有螺旋状圆弧凹槽，其特征是：每个滚锻辊同轴设置一个锥型旋切辊，分别形成第一旋切滚锻辊、第二旋切滚锻辊；所述旋切辊的表面也设有螺旋状圆弧凹槽；且旋切辊直径大的一端的圆弧凹槽与滚锻辊的圆弧凹槽连贯连接；第一旋切滚锻辊与第二旋切滚锻辊同方向安装、交叉设置，且第一旋切滚锻辊、第二旋切滚锻辊之间设有间隙。

5、根据权利要求4所述的一种磨球生产用旋切滚锻机，其特征是：所述滚锻辊的圆弧凹槽的弧度，沿与旋切辊连接的一端到滚锻辊另一端的方向逐渐增大。

6、根据权利要求4所述的一种磨球生产用旋切滚锻机，其特征是：所述旋切辊采用合金工具钢制成。

7、根据权利要求4或6所述的一种磨球生产用旋切滚锻机，其特征是：所述滚锻辊采用镍铬无限冷硬铸铁制成。

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