CN103952710B - 辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，该工艺通过在轴承的内外表面均涂覆合金涂层而实现，合金涂层初始状态下为粉末状，其重量百分比成分为：Ni：35-55%、Cr：20-30%、Si：2.1-4.9%、S：0.2-0.45%、C：2-6%、Fe：10-15%、Mn：5-11%、复合稀土：1-4.2%，以上各组分之和为100%；本发明还设计了一种辊道防丸粒磨损轴承的安装方法；本发明所设计的一种辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺及其安装方法能够大大提高轴承耐磨性和抗腐蚀性，适应恶劣环境，并且增加了轴承的使用寿命，节约了大量的资源，节约成本。
Description
技术领域
本发明属于零件表面处理及安装领域，特别是一种辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺及其安装方法。
背景技术
目前市场中轴承是工业设备领域中常用的传动部件，广泛应用于各种设备中，根据应用场合的不同，轴承应具有长寿命、高精度、高刚性、低噪音、高耐磨性等特性，在抛丸机中广泛运用到轴承，但是由于轴承工作环境恶劣，工作中大量的丸粒高速磨损轴承，严重影响到轴承的使用寿命，而且大量丸粒通过间隙飞溅出抛丸机主体中，浪费了大量丸粒，造成增加生产成本，影响抛丸机的正长工作，增加故障率，降低抛丸机的工作效率，该问题日益突出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺及其安装方法，能够大大提高轴承耐磨性和抗腐蚀性，适应恶劣环境，并且增加了轴承的使用寿命，避免大量丸粒飞溅，节约了大量的资源，节约成本。
本发明为了解决上述技术问题，设计了一种辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，该工艺通过在轴承的内外表面均涂覆合金涂层而实现，合金涂层初始状态下为粉末状，其重量百分比成分为：Ni：35-55%、Cr：20-30%、Si：2.1-4.9%、S：0.2-0.45%、C：2-6%、Fe：10-15%，Mn：5-11%，复合稀土：1-4.2%，以上各组分之和为100%，复合稀土按重量百分比包含以下组分：La：20-40%，Y：13-15%，Sc：10-12%，Gd：4-7%，Sm：10-20%，Dy：5-12%，Pr：15-25%；以上各组分之和为100%，具体涂覆工艺包括如下步骤：
步骤（1）：将轴承坯料放入中频炉加热到350-480℃后进行淬火处理，淬火至600-680℃，保温16-20秒，随后空冷至410-450℃；
步骤（2）：利用喷涂设备将按照上述组分配置好的合金粉末均匀喷射在轴承坯料的内外表面，并冷却至室温，喷涂厚度为：0.02-0.08mm；
步骤（3）：将冷却后的轴承坯料回火至550-580℃，轴承坯料整体硬度达到HRC30-48,获得回火索氏体；将轴承坯料在中频炉中加热至850-900℃，保温5-10秒，随后冷却至室温，即得到辊道防丸粒磨损轴承。
作为本发明的进一下限定技术方案：
前述的辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，步骤（2）中的冷却方式为水冷，冷却速度为25-30℃/s。
前述的辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，步骤（3）中的冷却方法为油冷、水冷与空冷结合；先采用油冷以17-20℃/s的冷却速率将轴承坯料冷却至650-700℃，再以12-18℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至390-410℃，然后空冷至220-250℃，再以12-22℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至100-150℃，最后空冷至室温。
前述的辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，合金粉末的重量百分比成分为：Ni：47.8%、Cr：27%、Si：2.5%、S：0.2%、C：3%、Fe：12%，Mn：6%，复合稀土：1.5%，以上各组分之和为100%；
复合稀土重量百分比包含以下组分：La：38.5%，Y：12%，Sc：10%，Gd：4%，Sm：10%，Dy：5.5%，Pr：20%；以上各组分之和为100%。
前述的辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，合金粉末的重量百分比成分为：Ni：40.4%、Cr：27%、Si：4.1%、S：0.3%、C：4.5%、Fe：12.5%，Mn：8%，复合稀土：3.2%，以上各组分之和为100%；
复合稀土重量百分比包含以下组分：La：20%，Y：14%，Sc：11%，Gd：5%，Sm：15%，Dy：10%，Pr：25%；以上各组分之和为100%。
前述的辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，合金粉末的重量百分比成分为：Ni：35%、Cr：23.65%、Si：4.9%、S：0.45%、C：6%、Fe：15%，Mn：11%，复合稀土：4%，以上各组分之和为100%；
复合稀土按重量百分比包含以下组分：La：27%，Y：15%，Sc：12%，Gd：6%，Sm：20%，Dy：5%，Pr：15%；以上各组分之和为100%。
本发明还设计了一种辊道防丸粒磨损轴承的安装方法，包括如下步骤：
步骤（1）：辊道水平设置在抛丸机主体内且其两端轴头分别穿过抛丸机主体的两侧壁伸出，辊道沿其长度方向的中轴线与抛丸机主体的中轴线重合；
步骤（2）：辊道两端轴头分别穿过设置在抛丸机主体两侧壁外的盖板，盖板用于将抛丸机主体侧壁上的轴头穿出孔盖住，两端盖板的外侧再分别设置支架，两端轴头穿过支架的背板，支架背板上沿辊道长度方向延伸出一架台；
两侧盖板和两侧支架完全相同且对称设置，辊道两端轴头与抛丸机主体两侧壁、盖板及支架之间滑动配合；
步骤（3）：在辊道两端轴头上分别套设一防丸粒磨损轴承，防丸粒磨损轴承外再套设一轴承座，轴承座固定在与其同侧的支架架台上，两侧防丸粒磨损轴承与轴承座完全相同且对称设置，且防丸粒磨损轴承与支架之间的安装距离为30-50mm；
步骤（4）：在辊道一端轴头上再安装一链轮，链轮的中轴线与辊道沿其长度方向的中轴线重合。
前述的辊道防丸粒磨损轴承的安装方法，辊道两端轴头位于抛丸机主体内的部分沿其圆周方向延伸有一圈凸台，同时在凸台外还设置一环形挡板，环形挡板内孔为带锥度的通孔，凸台的外圆尺寸与环形挡板的内径为间隙配合。
前述的辊道防丸粒磨损轴承的安装方法，盖板及支架通过螺栓固定在抛丸机主体的侧壁上，轴承座通过螺栓固定在支架的架台上。
本发明的有益效果是：
本发明通过在轴承内外表面包覆一层合金涂层，大大增加了轴承的耐磨性，增加了轴承的使用寿命，而且能在恶劣的环境中稳定使用，并且加入适含量的复合稀土，可明显改善金属坯材的晶型结构，使之坚韧，冷加工性能改善，并可以最大限度地获得稀土元素收得率，并使其在合金涂层中均匀分布，明显增加其强度，耐磨性，抗腐蚀性，增加了轴承的使用寿命，节约了大量的资源，节约成本，提高设备的工作效率，获得了意想不到的技术效果。
本发明中的合金涂层同时大大提高了轴承耐腐蚀、耐磨及耐高温的能力，Cr赋予镍在氧化条件下的抗蚀能力，以及高温下的抗氧化、抗硫化的能力，；在镍合金中同时加入Cr和C元素，能够同时改善其在氧化性介质和还原性介质中的耐蚀性。
本发明采用水冷，油冷，空冷相结合的方式，进行冷却时，若单纯使用水冷，水中冷却应力大，工件容易变形开裂；单用油冷，则冷却速度慢，淬透直径小，工件不易淬透；本发明采用采用水冷，油冷，空冷相结合的方式，不但保证工件心部有足够的冷却速度，而且避免了冷却速度过大，造成工件内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力致使工件变形或开裂，将轴承的机械性能和化学性能达到最大化。
本发明中在抛丸机中设置环形挡板且环形挡板内孔为带锥度的通孔，能有效防止抛丸机中的丸粒通过间隙溅射出去，避免大量的浪费，而且环形挡板内孔为带锥度的通孔，即使丸粒进入环形挡板的内孔中，在重力的作用下丸粒也能够沿环形挡板内孔壁滑落至抛丸机中；
而且辊道两端轴头位于抛丸机主体内的部分沿其圆周方向延伸有一圈凸台，凸台的外圆尺寸与环形挡板的内径为间隙配合，在凸台和环形挡板共同作用下，形成一个近似密闭的空间，防止丸粒通过间隙溅射出去；
轴承与支架之间的安装距离为30-50mm，这样有效防止飞溅出来的丸粒冲击轴承，避免了轴承的损坏，增加轴承的使用寿命，节约成本。
附图说明
图1为本发明中辊道防丸粒磨损轴承的安装示意图；
1-轴承座，2-支架，3-盖板，4-抛丸机主体，5-辊道，6-环形挡板，7-凸台，8-链轮，9-轴头，10-防丸粒磨损轴承。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明：
实施例1
本实施例提供了一种辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，该工艺通过在轴承的内外表面均涂覆合金涂层而实现，合金涂层初始状态下为粉末状，合金粉末的重量百分比成分为：Ni：47.8%、Cr：27%、Si：2.5%、S：0.2%、C：3%、Fe：12%，Mn：6%，复合稀土：1.5%，以上各组分之和为100%；
复合稀土重量百分比包含以下组分：La：38.5%，Y：12%，Sc：10%，Gd：4%，Sm：10%，Dy：5.5%，Pr：20%；以上各组分之和为100%；具体涂覆工艺包括如下步骤：
步骤（1）：将轴承坯料放入中频炉加热到350℃后进行淬火处理，淬火至600℃，保温16秒，随后空冷至410℃；
步骤（2）：利用喷涂设备将按照上述组分配置好的合金粉末均匀喷射在轴承坯料的内外表面，并冷却至室温，冷却方式为水冷，冷却速度为25℃/s，喷涂厚度为：0.02mm；
步骤（3）：将冷却后的轴承坯料回火至550℃，轴承坯料整体硬度达到HRC30-48,获得回火索氏体；将轴承坯料在中频炉中加热至850℃，保温5秒，随后冷却至室温，冷却方法为油冷、水冷与空冷结合；先采用油冷以17℃/s的冷却速率将轴承坯料冷却至650℃，再以12℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至390℃，然后空冷至220℃，再以12℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至100℃，最后空冷至室温即得到辊道防丸粒磨损轴承。
实施例2
本实施例提供了一种辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，该工艺通过在轴承的内外表面均涂覆合金涂层而实现，合金涂层初始状态下为粉末状，合金粉末的重量百分比成分为：Ni：40.4%、Cr：27%、Si：4.1%、S：0.3%、C：4.5%、Fe：12.5%，Mn：8%，复合稀土：3.2%，以上各组分之和为100%；
复合稀土重量百分比包含以下组分：La：20%，Y：14%，Sc：11%，Gd：5%，Sm：15%，Dy：10%，Pr：25%；以上各组分之和为100%；具体涂覆工艺包括如下步骤：
步骤（1）：将轴承坯料放入中频炉加热到400℃后进行淬火处理，淬火至650℃，保温18秒，随后空冷至430℃；
步骤（2）：利用喷涂设备将按照上述组分配置好的合金粉末均匀喷射在轴承坯料的内外表面，并冷却至室温，冷却方式为水冷，冷却速度为27℃/s，喷涂厚度为：0.06mm；
步骤（3）：将冷却后的轴承坯料回火至570℃，轴承坯料整体硬度达到HRC30-48,获得回火索氏体；将轴承坯料在中频炉中加热至860℃，保温7秒，随后冷却至室温，冷却方法为油冷、水冷与空冷结合；先采用油冷以18℃/s的冷却速率将轴承坯料冷却至680℃，再以15℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至400℃，然后空冷至230℃，再以15℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至130℃，最后空冷至室温即得到辊道防丸粒磨损轴承。
实施例3
本实施例提供了一种辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，该工艺通过在轴承的内外表面均涂覆合金涂层而实现，合金涂层初始状态下为粉末状，合金粉末的重量百分比成分为：Ni：35%、Cr：23.65%、Si：4.9%、S：0.45%、C：6%、Fe：15%，Mn：11%，复合稀土：4%，以上各组分之和为100%；
复合稀土按重量百分比包含以下组分：La：27%，Y：15%，Sc：12%，Gd：6%，Sm：20%，Dy：5%，Pr：15%；以上各组分之和为100%；具体涂覆工艺包括如下步骤：
步骤（1）：将轴承坯料放入中频炉加热到480℃后进行淬火处理，淬火至680℃，保温20秒，随后空冷至450℃；
步骤（2）：利用喷涂设备将按照上述组分配置好的合金粉末均匀喷射在轴承坯料的内外表面，并冷却至室温，冷却方式为水冷，冷却速度为30℃/s，喷涂厚度为：0.08mm；
步骤（3）：将冷却后的轴承坯料回火至580℃，轴承坯料整体硬度达到HRC30-48,获得回火索氏体；将轴承坯料在中频炉中加热至900℃，保温10秒，随后冷却至室温，冷却方法为油冷、水冷与空冷结合；先采用油冷以20℃/s的冷却速率将轴承坯料冷却至700℃，再以18℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至410℃，然后空冷至250℃，再以22℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至150℃，最后空冷至室温即得到辊道防丸粒磨损轴承。
实施例4
一种辊道防丸粒磨损轴承的安装方法，包括如下步骤：
步骤（1）：辊道5水平设置在抛丸机主体4内且其两端轴头9分别穿过抛丸机主体4的两侧壁伸出，辊道5沿其长度方向的中轴线与抛丸机主体4的中轴线重合；
步骤（2）：辊道5两端轴头9分别穿过设置在抛丸机主体4两侧壁外的盖板3，盖板3用于将抛丸机主体4侧壁上的轴头穿出孔盖住，两端盖板3的外侧再分别设置支架2，两端轴头9穿过支架2的背板，支架2背板上沿辊道5长度方向延伸出一架台；
两侧盖板3和两侧支架2完全相同且对称设置，辊道5两端轴头与抛丸机主体4两侧壁、盖板3及支架2之间滑动配合；
步骤（3）：在辊道5两端轴头9上分别套设一防丸粒磨损轴承10，防丸粒磨损轴承10外再套设一轴承座1，轴承座1固定在与其同侧的支架2架台上，两侧防丸粒磨损轴承10与轴承座1完全相同且对称设置，且轴承与支架2之间的安装距离为30-50mm；
步骤（4）：在辊道5一端轴头9上再安装一链轮8，链轮8的中轴线与辊道5沿其长度方向的中轴线重合，辊道5两端轴头9位于抛丸机主体4内的部分沿其圆周方向延伸有一圈凸台7，同时在凸台7外还设置一环形挡板6，环形挡板6内孔为带锥度的通孔，凸台7的外圆尺寸与环形挡板6的内径为间隙配合；
本实施例中，盖板3及支架2通过螺栓固定在抛丸机主体4的侧壁上，轴承座1通过螺栓固定在支架2的架台上；
采用上述安装方法，能够大大提高轴承耐磨性和抗腐蚀性，适应恶劣环境，并且增加了轴承的使用寿命，避免大量丸粒飞溅，节约了大量的资源，节约成本。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，其特征在于，该工艺通过在轴承的内外表面均涂覆合金涂层而实现，所述合金涂层初始状态下为粉末状，其重量百分比成分为：Ni：35-55％、Cr：20-30％、Si：2.1-4.9％、S：0.2-0.45％、C：2-6％、Fe：10-15％，Mn：5-11％，复合稀土：1-4.2％，以上各组分之和为100％，所述复合稀土按重量百分比包含以下组分：La：20-40％，Y：13-15％，Sc：10-12％，Gd：4-7％，Sm：10-20％，Dy：5-12％，Pr：15-25％；以上各组分之和为100％，具体涂覆工艺包括如下步骤：
步骤(1)：将轴承坯料放入中频炉加热到350-480℃后进行淬火处理，淬火至600-680℃，保温16-20秒，随后空冷至410-450℃；
步骤(2)：利用喷涂设备将按照上述组分配置好的合金粉末均匀喷射在轴承坯料的内外表面，并冷却至室温，喷涂厚度为：0.02-0.08mm；
步骤(3)：将冷却后的轴承坯料回火至550-580℃，轴承坯料整体硬度达到HRC30-48,获得回火索氏体；将轴承坯料在中频炉中加热至850-900℃，保温5-10秒，随后冷却至室温，即得到辊道防丸粒磨损轴承；
依据上述处理工艺处理后的辊道防丸粒磨损轴承的安装方法，包括如下步骤：
步骤1)：辊道水平设置在抛丸机主体内且其两端轴头分别穿过抛丸机主体的两侧壁伸出，所述辊道沿其长度方向的中轴线与所述抛丸机主体的中轴线重合；
步骤2)：辊道两端轴头分别穿过设置在抛丸机主体两侧壁外的盖板，所述盖板用于将抛丸机主体侧壁上的轴头穿出孔盖住，两端盖板的外侧再分别设置支架，两端轴头穿过支架的背板，所述支架背板上沿辊道长度方向延伸出一架台；
所述两侧盖板和两侧支架完全相同且对称设置，辊道两端轴头与抛丸机主体两侧壁、盖板及支架之间滑动配合；
步骤3)：在辊道两端轴头上分别套设一防丸粒磨损轴承，所述防丸粒磨损轴承外再套设一轴承座，所述轴承座固定在与其同侧的支架架台上，两侧防丸粒磨损轴承与轴承座完全相同且对称设置，且所述防丸粒磨损轴承与支架之间的安装距离为30-50mm；
步骤4)：在辊道一端轴头上再安装一链轮，所述链轮的中轴线与辊道沿其长度方向的中轴线重合。
2.根据权利要求1所述辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，其特征在于，步骤(2)中的冷却方式为水冷，冷却速度为25-30℃/s。
3.根据权利要求1或2所述辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，其特征在于，步骤(3)中的冷却方法为油冷、水冷与空冷结合；先采用油冷以17-20℃/s的冷却速率将轴承坯料冷却至650-700℃，再以12-18℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至390-410℃，然后空冷至220-250℃，再以12-22℃/s的冷却速率将轴承坯料水冷至100-150℃，最后空冷至室温。
4.根据权利要求1所述辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，其特征在于，所述合金粉末的重量百分比成分为：Ni：47.8％、Cr：27％、Si：2.5％、S：0.2％、C：3％、Fe：12％，Mn：6％，复合稀土：1.5％，以上各组分之和为100％；
所述复合稀土按重量百分比包含以下组分：La：38.5％，Y：12％，Sc：10％，Gd：4％，Sm：10％，Dy：5.5％，Pr：20％；以上各组分之和为100％。
5.根据权利要求1所述辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，其特征在于，所述合金粉末的重量百分比成分为：Ni：40.4％、Cr：27％、Si：4.1％、S：0.3％、C：4.5％、Fe：12.5％，Mn：8％，复合稀土：3.2％，以上各组分之和为100％；
所述复合稀土重量百分比包含以下组分：La：20％，Y：14％，Sc：11％，Gd：5％，Sm：15％，Dy：10％，Pr：25％；以上各组分之和为100％。
6.根据权利要求1所述辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，其特征在于，所述合金粉末的重量百分比成分为：Ni：35％、Cr：23.65％、Si：4.9％、S：0.45％、C：6％、Fe：15％，Mn：11％，复合稀土：4％，以上各组分之和为100％；
所述复合稀土按重量百分比包含以下组分：La：27％，Y：15％，Sc：12％，Gd：6％，Sm：20％，Dy：5％，Pr：15％；以上各组分之和为100％。
7.根据权利要求1所述辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，其特征在于：所述辊道两端轴头位于抛丸机主体内的部分沿其圆周方向延伸有一圈凸台，同时在凸台外还设置一环形挡板，所述环形挡板内孔为带锥度的通孔，所述凸台的外圆尺寸与环形挡板的内径为间隙配合。
8.根据权利要求1或7所述辊道防丸粒磨损轴承的处理工艺，其特征在于：所述盖板及支架通过螺栓固定在抛丸机主体的侧壁上，所述轴承座通过螺栓固定在所述支架的架台上。
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