CN102840240B - 一种硬质合金径向轴承体及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬质合金径向轴承体及其生产工艺，硬质合金径向轴承体包括圆筒状的刚体，所述刚体的外部烧结有若干块菱形的硬质合金块，所述若干块硬质合金块呈螺旋形排列，相邻的硬质合金块之间具有间隙，在该间隙内烧结有碳化钨粉，方便了碳化钨粉熔化后的流动，使得碳化钨粉填装均匀，避免了在使用过程中由于液体的冲刷会对缝隙造成非常大的损坏，从而延长了硬质合金径向轴承的寿命。本发明还公开了上述硬质合金径向轴承体的生产工艺，该工艺包括以下步骤：1）、下料：2）、锻打：3）、粗加工：4）、制作衬套；5）、组装6）、烧结：7）、半精加工：8）、精加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬质合金径向轴承体及其生产工艺，属于轴承技术领域。
背景技术
硬质合金径向轴承，是采用高温炉烧结的工艺方法，它由钢体与硬质合金和碳化钨粉，经烧结融合为一体，后经机械加工而成。现在常用的硬质合金径向轴承，全部采用长条状的硬质合金条，在排列过程中能够产生较大的缝隙，在使用过程中液体的冲刷会对缝隙造成非常大的损坏，从而导致硬质合金径向轴承的寿命缩短。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种通过改变硬质合金的形状和排列方式，减小硬质合金间的缝隙，从而增加耐磨时间的硬质合金径向轴承体。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种硬质合金径向轴承体，包括圆筒状的刚体，所述刚体的外部烧结有若干块菱形的硬质合金块，所述若干块硬质合金块呈螺旋形排列，相邻的硬质合金块之间具有间隙，在该间隙内烧结有碳化钨粉。
本发明所述刚体的外部烧结有若干块菱形的硬质合金块，所述若干块硬质合金块呈螺旋形排列，方便了碳化钨粉熔化后的流动，使得碳化钨粉填装均匀，
避免了在使用过程中由于液体的冲刷会对缝隙造成非常大的损坏，从而延长了硬质合金径向轴承的寿命。
本发明还提供一种上述硬质合金径向轴承体的生产工艺，该工艺包括以下步骤：
1）、下料：用圆柱刚体下料成刚体胚体；
2）、锻打：将刚体胚体进行热锻；
3）、粗加工：在刚体胚体检验合格后进行粗加工；
4）、制作衬套；衬套的长度长于刚体的设计长度；
5）、组装：将刚体胚体粘接硬质合金块后与衬套组装，并填装碳化钨粉和焊料；
6）、烧结：将填装完焊料后的刚体与衬套装入台车炉内烧结；
7）、半精加工：工件进入半精加工，用数控车床粗车；
8）、精加工：对工件进行内孔和外圆精磨。
以下是本发明对上述方案的进一步改进：
步骤2中，锻件表面应平整，不得有缺陷，不得有裂纹和翻皮，尺寸公差在±2mm范围内，保证平面度和垂直度，HB为260。
进一步改进：步骤8中，用内圆磨床进行内孔的精磨，精磨完内孔，进行外圆精磨，最后进行端面加工，内孔和外圆的粗糙度要求均达到1.6以上。
进一步改进：所述步骤5中，包括以下工艺：
A、焊接帽头；将刚体胚体粗加工后的刚体的一端焊接凸面型的帽头，帽头的外圆周与刚体密封焊接；
B、粘接硬质合金块；在刚体的外圆周面上间隔一定距离用粘接剂粘接若干块菱形的硬质合金块，并使得若干块硬质合金块呈螺旋形排列；
C、装套；将粘接完硬质合金块的刚体装入衬套内，并使得刚体没有焊接帽头的一端与衬套一端平齐，并将该端刚体与衬套的连接处密封焊接；
D、填装碳化钨粉；将碳化钨粉装入到衬套与刚体具有帽头的一端之间，然后边装边振动，使得碳化钨粉完全将相邻硬质合金块之间的间隙填满；
E：填装焊料；将焊料添加到衬套内与刚体具有帽头的一端之间。
进一步改进：所述步骤6中，烧结温度按每小时400度的升温速度，在升到1200度-1300度时停炉降温，自降至500度左右时将工件取出，检验合格后进行半精加工。
在烧结过程中，通过加入惰性气体，从而减少了硬质合金和碳化钨粉性质的变化，更增加了硬度及其耐磨性。
在机加工过程中，通过化学液体来增加钢体本身的硬度，使其表面硬度远远超过本身的硬度。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
附图1为本发明实施例中硬质合金径向轴承的结构示意图；
附图2为附图1的俯视图；
附图3为本发明实施例中刚体的结构示意图；
附图4为本发明实施例中刚体焊接帽头后的结构示意图；
附图5为本发明实施例中刚体外部粘接硬质合金块后的结构示意图；
附图6为本发明实施例中刚体与衬套组装后的结构示意图；
附图7为本发明实施例中刚体与衬套组装后装入碳化钨粉的结构示意图；
附图8为本发明实施例中刚体与衬套之间填入焊料的结构示意图。
图中：1-刚体；2-硬质合金块；3-碳化钨粉；4-帽头；5-衬套；6-焊料。
具体实施方式
实施例，如图1、图2所示，一种硬质合金径向轴承体，包括圆筒状的刚体1，所述刚体1的外部烧结有若干块菱形的硬质合金块2，所述若干块硬质合金块2呈螺旋形排列，相邻的硬质合金块2之间具有间隙，在该间隙内烧结有碳化钨粉3。
本发明还提供一种用于生产上述硬质合金径向轴承的生产工艺，该工艺包括以下步骤：
1）、下料：用圆柱刚体下料成刚体胚体。
2）、锻打：将刚体胚体进行热锻，锻打设备用河南安阳产的560/KG空气锤，锻件表面应平整，不得有缺陷，不得有裂纹和翻皮，尺寸公差在±2mm范围内，保证平面度和垂直度，HB为260左右。
3）、粗加工：在刚体胚体检验合格后进行粗加工，加工后的结构如图3所示，粗加工用普通车床粗车，粗车根据图纸要求，所有加工尺寸必须保证图纸的要求范围内，检验员根据图纸进行检验。
4）、制作衬套；用锯床把无缝钢管切割，制成衬套，衬套的长度长于刚体的设计长度。
5）、组装：
A、焊接帽头；如图4所示，将刚体胚体粗加工后的刚体1的一端焊接凸面型的帽头4，帽头4的外圆周与刚体1密封焊接。
B、粘接硬质合金块；如图5所示，在刚体1的外圆周面上间隔一定距离用粘接剂粘接若干块菱形的硬质合金块2，并使得若干块硬质合金块2呈螺旋形排列。
C、装套；如图6所示，将粘接完硬质合金块的刚体1装入衬套5内，并使得刚体1没有焊接帽头4的一端与衬套5一端平齐，并将该端刚体与衬套的连接处密封焊接；
D、填装碳化钨粉；如图7所示，将碳化钨粉3装入到衬套5与刚体1具有帽头4的一端之间，然后边装边振动，使得碳化钨粉3完全将相邻硬质合金块2之间的间隙填满；
E：填装焊料；如图8所示，将焊料添加到衬套5内与刚体1具有帽头4的一端之间；
6）、烧结：将填装完焊料后的刚体1与衬套5装入台车炉内烧结，烧结温度是按每小时400度的升温速度，在升到1200度-1300度时停炉降温，自降至500度左右时将工件取出，检验合格后进行半精加工；
7）、半精加工：工件进入半精加工，用数控车床CAK6360粗车，粗车时工价根据粗车图纸进行,加工完检验员按照图纸逐项检验，检验合格进入下一工序；
8）、精加工：用内圆磨床进行内孔的精磨，精磨床是M2120A精度高，粗糙度要求达到1.6，精磨完内孔，进行外圆精磨，用M131W外圆磨床精磨外圆，最后进行端面加工。
9）、检验：检验科严格按照图纸从下料-锻件-粗加工-烧结-半精加工-精加工每一道工序都进行认真的检验，每一道工序有相应专用量具，如三座标、硬度计等。
10）、入库：产品必须达到图纸的技术要求，几何尺寸到达图纸的对应尺寸，这样，车间才可入库。
在烧结过程中，通过加入惰性气体，从而减少了硬质合金和碳化钨粉性质的变化，更增加了硬度及其耐磨性。
在机加工过程中，通过化学液体来增加钢体本身的硬度，使其表面硬度远远超过本身的硬度。
将通过本工艺加工的轴承进行各项，其实验数据如下：
| 旧型轴承 | 新型轴承 | |
| 硬度(HB) | 260-310 | 300-350 |
| 抗拉强度（Mpa） | 860-920 | 950-990 |
| 耐磨时间 (小时) | 300 | 450 |
| 屈服强度（Mpa） | 700-760 | 800-860 |
| 延伸率﹪ | 10-13 | 15-23 |
| U型冲击功（焦耳/S㎡） | 68-73 | 75-80 |
| 端面收缩率﹪ | 40 | 45 |
通过上述实验数据对比，可以得出硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功等比旧型轴承高，使用时间延长。
Claims (5)
1.一种硬质合金径向轴承体的生产工艺，其特征在于：所述轴承体包括圆筒状的刚体（1），所述刚体（1）的外部烧结有若干块菱形的硬质合金块（2），所述若干块硬质合金块（2）呈螺旋形排列，相邻的硬质合金块（2）之间具有间隙，在该间隙内烧结有碳化钨粉（3）；
该工艺包括以下步骤：
1）、下料：用圆柱刚体下料成刚体胚体；
2）、锻打：将刚体胚体进行热锻；
3）、粗加工：在刚体胚体检验合格后进行粗加工；
4）、制作衬套（5）；衬套（5）的长度长于刚体的设计长度；
5）、组装：将刚体胚体粘接硬质合金块后与衬套组装，并填装碳化钨粉和焊料；
6）、烧结：将填装完焊料后的刚体（1）与衬套（5）装入台车炉内烧结；
7）、半精加工：工件进入半精加工，用数控车床粗车；
8）、精加工：对工件进行内孔和外圆精磨。
2.根据权利要求1所述的硬质合金径向轴承体的生产工艺，其特征在于：步骤（2）中，锻件表面应平整，不得有缺陷，不得有裂纹和翻皮，尺寸公差在±2mm范围内，保证平面度和垂直度，HB为260。
3.根据权利要求1所述的硬质合金径向轴承体的生产工艺，其特征在于：步骤（8）中，用内圆磨床进行内孔的精磨，精磨完内孔，进行外圆精磨，最后进行端面加工，内孔和外圆的粗糙度要求均达到1.6以上。
4.根据权利要求1所述的硬质合金径向轴承体的生产工艺，其特征在于：所述步骤（5）中，包括以下工艺：
A、焊接帽头；将刚体胚体粗加工后的刚体（1）的一端焊接凸面型的帽头（4），帽头（4）的外圆周与刚体（1）密封焊接；
B、粘接硬质合金块；在刚体（1）的外圆周面上间隔一定距离用粘接剂粘接若干块菱形的硬质合金块（2），并使得若干块硬质合金块（2）呈螺旋形排列；
C、装套；将粘接完硬质合金块的刚体（1）装入衬套（5）内，并使得刚体（1）没有焊接帽头（4）的一端与衬套（5）一端平齐，并将该端刚体与衬套的连接处密封焊接；
D、填装碳化钨粉；将碳化钨粉（3）装入到衬套（5）与刚体（1）具有帽头（4）的一端之间，然后边装边振动，使得碳化钨粉（3）完全将相邻硬质合金块（2）之间的间隙填满；
E：填装焊料；将焊料添加到衬套（5）内与刚体（1）具有帽头（4）的一端之间。
5.根据权利要求1所述的硬质合金径向轴承体的生产工艺，其特征在于：所述步骤（6）中，烧结温度按每小时400度的升温速度，在升到1200度-1300度时停炉降温，自降至500度左右时将工件取出，检验合格后进行半精加工。
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