CN104313495B - 一种高耐磨轴承套及其制备工艺 - Google Patents

一种高耐磨轴承套及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨轴承套及其制备工艺，该高耐磨轴承套化学成分包含C、Si、Mn、Ni、Cr、Nb、Mo、v、Cu、复合稀土及余量的Fe；对高耐磨轴承套配料即将高耐磨轴承的化学成分放入容器中并开启搅拌器缓慢搅拌充分混合均匀待用，然后依次进行模具成型-粗车、稳定、精车工序-粗磨工序-铣、车工序-精磨成型工序，得到轴承套成品；该轴承套耐磨性好，强度高，尺寸精确，制备工艺简单，操作方便，成本低，效率高。

Description

一种高耐磨轴承套及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种轴承套及其制备工艺，特别涉及一种高耐磨轴承套及其制备工艺。
背景技术
轴承是机械中的重要支撑部件，许多机械，如金属切削机床、汽轮机、电动机、发电机、内燃机等，其主轴轴承对于机械的运动、功能、作用与效率具有直接制约作用，直接决定着机器的质量和寿命。轴承套是轴承中的一个零件，轴承套是常用的机械运动部件，常见的轴承套与滑动轴之间加以液体润滑油润滑。
目前，对于一些难以维修、拆卸或价值较高的传动轴，为了保护传动轴在作业时不受磨损，在设计过程中会在传动轴外面安装轴承套，轴承套的安装和维修相对比较方便，但现在的轴承套通常会发生安装精密度不高、密封性能不够好的情况，出现这种情况的主要原因是轴承套的耐磨性不好造成的，轴承套的耐磨性不好会对作业的进度产生影响，进一步会影响到企业的经济效益。
传统的轴承套以粉末冶金铁基为材质制备而成，在长期使用过程会出现锈蚀和轮滑油凝固等现象，导致轴承卡死，为了防止锈蚀、降低摩擦，延长使用寿命，降低生产成本，需要采用以复合材料为基材的轴承套取代以铁为基材的轴承套。开发一种复合型基材的耐磨轴承套，不仅可以增强轴承套的使用寿命，也可以大幅减少机器运作工程中供油的频率和次数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高耐磨轴承套机器制备工艺，该轴承套耐磨性好，强度高，尺寸精确，制备工艺简单，操作方便，成本低，效率高。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种高耐磨轴承套，其重量百分比化学成分为：C：1-5%，Si:0.3-0.5%，Mn:0.5-0.8%，Ni:5-8%，Cr:10-13%，Nb:0.45-0.60%，Mo:0.5-0.8%，v:0.0018-0.0022%，Cu:15-20%，复合稀土：0.2-0.5%，余量为Fe；
复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：30-35%，铈：11-14%，镨：16-19%，镝：13-15%，钬：8-10%，钆：5-8%，钇：8-10%，以上复合稀土各组分之和为100%。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述高耐磨轴承套中，该高耐磨轴承套的重量百分比化学成分为：C:1%，Si:0.5%，Mn:0.6%，Ni:7%，Cr:10%，Nb:0.60%，Mo:0.8%，v:0.0022%，Cu:20%，复合稀土:0.2%，余量为Fe；
复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：35%，铈：12%，镨：18%，镝：13%，钬:9%，钆：5%，钇：8%。
前述高耐磨轴承套中，该高耐磨轴承套的重量百分比化学成分为：C：5%，Si:0.4%，Mn:0.5%，Ni:5%，Cr:11%，Nb:0.45%，Mo:0.6%，v:0.0018%，Cu:15%，复合稀土:0.5%，余量为Fe；
复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：32%，铈：14%，镨：16%，镝：14%，钬：8%，钆：7%，钇：9%。
前述高耐磨轴承套中，该高耐磨轴承套的重量百分比化学成分为：C：3%，Si:0.3%，Mn:0.8%，Ni:8%，Cr:13%，Nb:0.55%，Mo:0.5%，v:0.0020%，Cu:18%，复合稀土：0.3%，余量为Fe；
复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：30%，铈：11%，镨：19%，镝：15%，钬：9%，钆：6%，钇:10%。
上述高耐磨轴承套的制备工艺，制备工艺流程为：配料-模具成型-粗车、稳定、精车工序-粗磨工序-铣、车工序-精磨成型，具体操作如下：
（1）配料：将高耐磨轴承套的化学成分放入容器中并开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为200转/min，搅拌15-25分钟后，充分混合均匀待用；
（2）将步骤（1）中混合好的料在1200-1250℃下进行加热熔炼注入于轴承套的模具中，经空冷后脱模制得轴承套毛坯，轴承套毛坯预留工艺施工夹头；
（3）对步骤（2）中的轴承套毛坯进行粗车加工增加阶梯圆用于轴向夹紧施工用台，稳定处理，消除轴承套内应力，使工件尺寸稳定，然后进行精车加工；
（4）对精车加工后的轴承套毛坯进行粗磨工序，粗磨工艺为两次粗磨，第一次粗磨采用平面磨床，磨两端面保持平行度为0.05；第二次粗磨采用万能磨床，用吸盘吸施工夹头端面，对轴承套上的外圆、孔及端面进行粗磨；
（5）将经两次粗磨后的轴承套毛坯进行铣削，采用立式加工中心，以施工夹头端面为装置面进行铣削，然后采用数控车床切掉施工夹头；
（6）对经铣、车工序后的轴承套毛坯进行最后的精磨，精磨依次包括平磨工序、外圆磨工序及万能磨工序；
平磨工序为在轴承套毛坯上施工夹头被切断后，吸粗磨端面，磨切断面，保证两端面的平行度为0.02，为外圆磨用具打下基础；
外圆磨工序采用夹紧芯轴与轴承套毛坯的孔间隙配合定位，两端面夹紧，进行磨削外圆；
万能磨工序采用夹紧套，以磨削外圆定位夹紧轴承套，对轴承套内孔进行磨削最终得到轴承套成品。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述高耐磨轴承套制备工艺中，步骤（5）进行车削工序时，切削时机床切削参数：转速S=70rad/min，进给F=0.06mm/min，并用2mm宽窄切槽刀切掉施工夹头，采用2mm宽窄切槽刀来切掉施工夹头可以减少零件径向切削变形。
本发明的有益效果是：
本发明高耐磨轴承套中含有复合稀土：由于复合稀土元素的金属原子半径大且稀土具有较高的活性，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高制备出来的轴承套的性能，同时，稀土元素易和氧、硫等元素化合生成熔点高的化合物，可以起到净化的效果。
本发明成分中由于加入Cr，Nb，V，从而可以提高C和N元素的原子活性，使各原子形成的气团能与位错形成强烈的相互作用，钉扎位错，产生屈服平台；其中：Cr，增加整个轴承套的淬透性，显著提高轴承套强度、硬度和耐磨性，也增加了轴承套的耐蚀性和抗氧化能力；Nb，细化晶粒和降低过热敏感性及回火脆性，提高强度，也可防止晶间腐蚀现象；同时也可改善轴承套的致密性和热轧性能，提高强度。
粗磨和精磨工序同时存在，这样可以使粗磨时产生的变形能在精磨时得以消除；
本发明中高耐磨轴承套的制备工艺简单、实用，采用夹具稳定稳固性强能保证加工的精度，应用方便，整个制备出来的轴承套质量高，耐磨性好，强度高。
具体实施方式
本发明中所用设备的型号为：在进行外圆磨工序时采用M1331BX1000型普通外圆磨床进行磨削外圆，磨削内孔时选用M1432BX1500万能磨。
实施例1
本实施例提供一种高耐磨轴承套，该高耐磨轴承套的重量百分比化学成分为：C:1%，Si:0.5%，Mn:0.6%，Ni:7%，Cr:10%，Nb:0.60%，Mo:0.8%，v:0.0022%，Cu:20%，复合稀土:0.2%，余量为Fe；
复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：35%，铈：12%，镨：18%，镝：13%，钬:9%，钆：5%，钇：8%。
上述高耐磨轴承套的制备工艺，制备工艺流程为：配料-模具成型-粗车、稳定、精车工序-粗磨工序-铣、车工序-精磨成型，具体操作如下：
（1）配料：将高耐磨轴承套的化学成分放入容器中并开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为200转/min，搅拌25分钟后，充分混合均匀待用；
（2）将步骤（1）中混合好的料在1200℃下进行加热熔炼注入于轴承套的模具中，经空冷后脱模制得轴承套毛坯，轴承套毛坯预留工艺施工夹头；
（3）对步骤（2）中的轴承套毛坯进行粗车加工增加阶梯圆用于轴向夹紧施工用台，稳定处理，消除轴承套内应力，使工件尺寸稳定，然后进行精车加工；
（4）对精车加工后的轴承套毛坯进行粗磨工序，粗磨工艺为两次粗磨，第一次粗磨采用平面磨床，磨两端面保持平行度为0.05；第二次粗磨采用万能磨床，用吸盘吸施工夹头端面，对轴承套上的外圆、孔及端面进行粗磨；
（5）将经两次粗磨后的轴承套毛坯进行铣削，采用立式加工中心，以施工夹头端面为装置面进行铣削，然后采用数控车床切掉施工夹头；
进行车削工序时，切削时机床切削参数：转速S=70rad/min，进给F=0.06mm/min，并用2mm宽窄切槽刀切掉施工夹头，采用2mm宽窄切槽刀来切掉施工夹头可以减少零件径向切削变形。
（6）对经铣、车工序后的轴承套毛坯进行最后的精磨，精磨依次包括平磨工序、外圆磨工序及万能磨工序；
平磨工序为在轴承套毛坯上施工夹头被切断后，吸粗磨端面，磨切断面，保证两端面的平行度为0.02，为外圆磨用具打下基础；
外圆磨工序采用夹紧芯轴与轴承套毛坯的孔间隙配合定位，两端面夹紧，进行磨削外圆；
万能磨工序采用夹紧套，以磨削外圆定位夹紧轴承套，对轴承套内孔进行磨削最终得到轴承套成品。
实施例2
前述高耐磨轴承套中，该高耐磨轴承套的重量百分比化学成分为：C：5%，Si:0.4%，Mn:0.5%，Ni:5%，Cr:11%，Nb:0.45%，Mo:0.6%，v:0.0018%，Cu:15%，复合稀土:0.5%，余量为Fe；
复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：32%，铈：14%，镨：16%，镝：14%，钬：8%，钆：7%，钇：9%。
上述高耐磨轴承套的制备工艺，制备工艺流程为：配料-模具成型-粗车、稳定、精车工序-粗磨工序-铣、车工序-精磨成型，具体操作如下：
（1）配料：将高耐磨轴承套的化学成分放入容器中并开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为200转/min，搅拌15分钟后，充分混合均匀待用；
（2）将步骤（1）中混合好的料在1250℃下进行加热熔炼注入于轴承套的模具中，经空冷后脱模制得轴承套毛坯，轴承套毛坯预留工艺施工夹头；
（3）对步骤（2）中的轴承套毛坯进行粗车加工增加阶梯圆用于轴向夹紧施工用台，稳定处理，消除轴承套内应力，使工件尺寸稳定，然后进行精车加工；
（4）对精车加工后的轴承套毛坯进行粗磨工序，粗磨工艺为两次粗磨，第一次粗磨采用平面磨床，磨两端面保持平行度为0.05；第二次粗磨采用万能磨床，用吸盘吸施工夹头端面，对轴承套上的外圆、孔及端面进行粗磨；
（5）将经两次粗磨后的轴承套毛坯进行铣削，采用立式加工中心，以施工夹头端面为装置面进行铣削，然后采用数控车床切掉施工夹头；
进行车削工序时，切削时机床切削参数：转速S=70rad/min，进给F=0.06mm/min，并用2mm宽窄切槽刀切掉施工夹头，采用2mm宽窄切槽刀来切掉施工夹头可以减少零件径向切削变形。
（6）对经铣、车工序后的轴承套毛坯进行最后的精磨，精磨依次包括平磨工序、外圆磨工序及万能磨工序；
平磨工序为在轴承套毛坯上施工夹头被切断后，吸粗磨端面，磨切断面，保证两端面的平行度为0.02，为外圆磨用具打下基础；
外圆磨工序采用夹紧芯轴与轴承套毛坯的孔间隙配合定位，两端面夹紧，进行磨削外圆；
万能磨工序采用夹紧套，以磨削外圆定位夹紧轴承套，对轴承套内孔进行磨削最终得到轴承套成品。
实施例3
前述高耐磨轴承套中，该高耐磨轴承套的重量百分比化学成分为：C：3%，Si:0.3%，Mn:0.8%，Ni:8%，Cr:13%，Nb:0.55%，Mo:0.5%，v:0.0020%，Cu:18%，复合稀土：0.3%，余量为Fe；
复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：30%，铈：11%，镨：19%，镝：15%，钬：9%，钆：6%，钇:10%。
上述高耐磨轴承套的制备工艺，制备工艺流程为：配料-模具成型-粗车、稳定、精车工序-粗磨工序-铣、车工序-精磨成型，具体操作如下：
（1）配料：将高耐磨轴承套的化学成分放入容器中并开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为200转/min，搅拌20分钟后，充分混合均匀待用；
（2）将步骤（1）中混合好的料在1229℃下进行加热熔炼注入于轴承套的模具中，经空冷后脱模制得轴承套毛坯，轴承套毛坯预留工艺施工夹头；
（3）对步骤（2）中的轴承套毛坯进行粗车加工增加阶梯圆用于轴向夹紧施工用台，稳定处理，消除轴承套内应力，使工件尺寸稳定，然后进行精车加工；
（4）对精车加工后的轴承套毛坯进行粗磨工序，粗磨工艺为两次粗磨，第一次粗磨采用平面磨床，磨两端面保持平行度为0.05；第二次粗磨采用万能磨床，用吸盘吸施工夹头端面，对轴承套上的外圆、孔及端面进行粗磨；
（5）将经两次粗磨后的轴承套毛坯进行铣削，采用立式加工中心，以施工夹头端面为装置面进行铣削，然后采用数控车床切掉施工夹头；
进行车削工序时，切削时机床切削参数：转速S=70rad/min，进给F=0.06mm/min，并用2mm宽窄切槽刀切掉施工夹头，采用2mm宽窄切槽刀来切掉施工夹头可以减少零件径向切削变形。
（6）对经铣、车工序后的轴承套毛坯进行最后的精磨，精磨依次包括平磨工序、外圆磨工序及万能磨工序；
平磨工序为在轴承套毛坯上施工夹头被切断后，吸粗磨端面，磨切断面，保证两端面的平行度为0.02，为外圆磨用具打下基础；
外圆磨工序采用夹紧芯轴与轴承套毛坯的孔间隙配合定位，两端面夹紧，进行磨削外圆；
万能磨工序采用夹紧套，以磨削外圆定位夹紧轴承套，对轴承套内孔进行磨削最终得到轴承套成品。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种高耐磨轴承套的制备工艺，该高耐磨轴承套重量百分比化学成分为：C：1-5％，Si:0.3-0.5％，Mn:0.5-0.8％，Ni:5-8％，Cr:10-13％，Nb:0.45-0.60％，Mo:0.5-0.8％，V:0.0018-0.0022％，Cu:15-20％，复合稀土：0.2-0.5％，余量为Fe；
所述复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：30-35％，铈：11-14％，镨：16-19％，镝：13-15％，钬：8-10％，钆：5-8％，钇：8-10％，以上复合稀土各组分之和为100％，其特征在于：该高耐磨轴承套的制备工艺流程为：配料-模具成型-粗车、稳定、精车工序-粗磨工序-铣、车工序-精磨成型，具体操作如下：
(1)配料：将高耐磨轴承套的化学成分放入容器中并开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为200转/min，搅拌15-25分钟后，充分混合均匀待用；
(2)将步骤(1)中混合好的料在1200-1250℃下进行加热熔炼注入于轴承套的模具中，经空冷后脱模制得轴承套毛坯，轴承套毛坯预留工艺施工夹头；
(3)对步骤(2)中的轴承套毛坯进行粗车加工增加阶梯圆用于轴向夹紧施工用台，稳定处理，消除轴承套内应力，使工件尺寸稳定，然后进行精车加工；
(4)对精车加工后的轴承套毛坯进行粗磨工序，所述的粗磨工艺为两次粗磨，第一次粗磨采用平面磨床，磨两端面保持平行度为0.05；第二次粗磨采用万能磨床，用吸盘吸施工夹头端面，对轴承套上的外圆、孔及端面进行粗磨；
(5)将经两次粗磨后的轴承套毛坯进行铣削，采用立式加工中心，以施工夹头端面为装置面进行铣削，然后采用数控车床切掉施工夹头；
(6)对经铣、车工序后的轴承套毛坯进行最后的精磨，所述的精磨依次包括平磨工序、外圆磨工序及万能磨工序；
所述的平磨工序为在轴承套毛坯上施工夹头被切断后，吸粗磨端面，磨切断面，保证两端面的平行度为0.02；
所述的外圆磨工序采用夹紧芯轴与轴承套毛坯的孔间隙配合定位，两端面夹紧，进行磨削外圆；
所述的万能磨工序采用夹紧套，以磨削外圆定位夹紧轴承套，对轴承套内孔进行磨削最终得到轴承套成品。
2.根据权利要求1所述的高耐磨轴承套的制备工艺，其特征在于：所述高耐磨轴承套的重量百分比化学成分为：C:1％，Si:0.5％，Mn:0.6％，Ni:7％，Cr:10％，Nb:0.60％，Mo:0.8％，V:0.0022％，Cu:20％，复合稀土:0.2％，余量为Fe；
所述复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：35％，铈：12％，镨：18％，镝：13％，钬:9％，钆：5％，钇：8％。
3.根据权利要求1所述的高耐磨轴承套的制备工艺，其特征在于：所述高耐磨轴承套的重量百分比化学成分为：C：5％，Si:0.4％，Mn:0.5％，Ni:5％，Cr:11％，Nb:0.45％，Mo:0.6％，V:0.0018％，Cu:15％，复合稀土:0.5％，余量为Fe；
所述复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：32％，铈：14％，镨：16％，镝：14％，钬：8％，钆：7％，钇：9％。
4.根据权利要求1所述的高耐磨轴承套的制备工艺，其特征在于：所述高耐磨轴承套的重量百分比化学成分为：C：3％，Si:0.3％，Mn:0.8％，Ni:8％，Cr:13％，Nb:0.55％，Mo:0.5％，V:0.0020％，Cu:18％，复合稀土：0.3％，余量为Fe；
所述复合稀土中，按重量百分比包括以下组分：镧：30％，铈：11％，镨：19％，镝：15％，钬：9％，钆：6％，钇:10％。
5.根据权利要求1所述的高耐磨轴承套的制备工艺，其特征在于：所述步骤(5)进行车削工序时，切削时机床切削参数：转速S＝70rad/min，进给F＝0.06mm/min，并用2mm宽窄切槽刀切掉施工夹头。
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