CN106239060A - 一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法 - Google Patents

一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法 Download PDF

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Abstract

一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法，它涉及一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法。本发明是要解决现有高温轴承钢制钢球加工过程中压碎负荷值不合格，无法满足钢球成品技术要求的问题。方法：一、车料；二、热冲压；三、退火；四、光球；五、软磨；六、筛检；七、热处理；八、硬磨；九、高温补充回火；十、初研；十一、精研；十二、涡流探伤；十三、低温补充回火；十四、超精研；十五、尺寸分选；十六、涂油包裹。本发明用于消除高温轴承钢钢球加工过程中应力。

Description

一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法
技术领域
本发明涉及一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法。
背景技术
高温轴承钢制钢球加工工艺流程中，在硬磨之后进行高温消除应力回火处理，能及时消除磨加工产生的表面应力集中现象，在初研、精研及超精研加工过程中不再进行人工消除应力处理，主要靠自然时效，但需要一定时间，否则对钢球的压碎负荷产生较大影响。
随着产品流动节奏加快，产品加工周期缩短，需要采用人工时效的方法快速彻底的消除应力集中现象。
但现行钢球加工流程及加工工艺，高温轴承钢制钢球的压碎负荷值不合格，无法满足钢球成品技术要求的规定。
发明内容
本发明是要解决现有高温轴承钢制钢球加工过程中压碎负荷值不合格，无法满足钢球成品技术要求的问题，而提供一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法。
本发明一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法是按以下步骤进行：
一、车料：将高温轴承钢棒材按工艺要求车削成设计尺寸，以备成型；
二、热冲压：将车削完成的料段置于箱式炉中，在温度为915℃～945℃的条件下进行加热25min～35min，然后采用高速压力机在球形模具中进行冲压，得到钢球；
三、退火：将钢球先在温度为740℃～760℃的条件下保温2h～3h，然后将温度从740℃～760℃升温至845℃～865℃，在温度为845℃～865℃的条件下保温3h～5h，再将温度从845℃～865℃降温至720℃～740℃，在温度为720℃～740℃的条件下保温9h～11h，得到球形碳化物；
四、光球：采用钢球大循环工艺，清除热压成型够的环带和余量；
五、软磨：将光球处理后的钢球采用磨削机和砂轮进行加工；
六、筛检：通过热酸洗筛检软磨后的钢球，去除掉缺陷产品，得到合格钢球；
七、热处理：将合格钢球进行真空气淬，然后高温回火3次；
八、硬磨：在磨球机上对热处理后的钢球进行加工，消除尺寸；
九、高温补充回火：将硬磨后的钢球在温度为500℃的条件下高温补充回火3h；
十、初研：在铸铁板上采用钢球精研机对回火后的钢球进行加工；
十一、精研：将初研后的钢球清洗3～5次，清洗后的钢球在铸铁板上采用研磨机进行加工；
十二、涡流探伤：对精研后的钢球进行涡流探伤，去除缺陷产品，得到合格产品；
十三、低温补充回火：在温度为145℃～155℃的条件下对合格产品进行补充回火；
十四、超精研：在铸铁板上采用钢球精研机对补充回火后的钢球进行加工；
十五、尺寸分选；
十六、涂油包裹。
工作原理：
本发明硬磨稳定处理后压碎负荷值明显提高；随着初研、精研、超精研的继续加工，压碎负荷值逐步降低；热处理后，硬磨和初研工序能大幅度提高钢球表面压应力值，精研时表面压应力稳中有降；经过人工时效即消除应力回火处理后，压碎负荷快速恢复，温度越高，压碎负荷恢复越彻底。经150℃处理钢球的表面、次表面应力分布较为平缓。
本发明的有益效果：
本发明在精研后、超精研之前进行一次低温稳定处理，采用150±5℃，保温2.5h的热处理工艺，处理高温轴承钢制钢球，使其成品压碎负荷值基本保持在600～650KN的范围，远超≥326KN的标准值要求；表面残余应力基本保持在600MPa左右的压应力，亦与国外同规格钢球相近。经本发明加工的钢球质量良好、稳定，轴承在装机使用过程中亦未出现异常情况。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法是按以下步骤进行：
一、车料：将高温轴承钢棒材按工艺要求车削成设计尺寸，以备成型；
二、热冲压：将车削完成的料段置于箱式炉中，在温度为915℃～945℃的条件下进行加热25min～35min，然后采用高速压力机在球形模具中进行冲压，得到钢球；
三、退火：将钢球先在温度为740℃～760℃的条件下保温2h～3h，然后将温度从740℃～760℃升温至845℃～865℃，在温度为845℃～865℃的条件下保温3h～5h，再将温度从845℃～865℃降温至720℃～740℃，在温度为720℃～740℃的条件下保温9h～11h，得到球形碳化物；
四、光球：采用钢球大循环工艺，清除热压成型够的环带和余量；
五、软磨：将光球处理后的钢球采用磨削机和砂轮进行加工；
六、筛检：通过热酸洗筛检软磨后的钢球，去除掉缺陷产品，得到合格钢球；
七、热处理：将合格钢球进行真空气淬，然后高温回火3次；
八、硬磨：在磨球机上对热处理后的钢球进行加工，消除尺寸；
九、高温补充回火：将硬磨后的钢球在温度为500℃的条件下高温补充回火3h；
十、初研：在铸铁板上采用钢球精研机对回火后的钢球进行加工；
十一、精研：将初研后的钢球清洗3～5次，清洗后的钢球在铸铁板上采用研磨机进行加工；
十二、涡流探伤：对精研后的钢球进行涡流探伤，去除缺陷产品，得到合格产品；
十三、低温补充回火：在温度为145℃～155℃的条件下对合格产品进行补充回火；
十四、超精研：在铸铁板上采用钢球精研机对补充回火后的钢球进行加工；
十五、尺寸分选；
十六、涂油包裹。
本实施方式在硬磨之后采用酸洗法进行磨削烧伤检查，检查结果为中度灰色；说明为合格品。
本实施方式步骤六的目的是把裂纹放大，如果有微小的裂纹，通过酸洗可将裂纹扩大。便于观察检验。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤五中所述加工的参数：加工速度为60～80rpm，压力为1.3～1.6MPa。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤七中是在温度为1080℃～1100℃的条件下进行真空气淬。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三不同的是：步骤七中在温度为545℃～555℃的条件下进行高温回火。其他与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四不同的是：步骤八中所述加工的参数：加工速度为60～80rpm，压力为1.4～1.7MPa。其他与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五不同的是：步骤十中所述加工的参数：加工速度为40～50rpm，压力为1.3～1.7MPa。其他与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六不同的是：步骤十一中所述加工的参数：加工速度为20～25rpm，压力为0.5～1.0MPa。其他与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七不同的是：步骤十四中所述加工的参数：加工速度为40～42rpm，压力为0.4～1.2MPa。其他与具体实施方式一至七相同。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例：一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法是按以下步骤进行：
一、车料：将高温轴承钢棒材按工艺要求车削成设计尺寸，以备成型；
二、热冲压：将车削完成的料段置于箱式炉中，在温度为915℃～945℃的条件下进行加热25min～35min，然后采用高速压力机在球形模具中进行冲压，得到钢球；
三、退火：将钢球先在温度为740℃～760℃的条件下保温2h～3h，然后将温度从740℃～760℃升温至845℃～865℃，在温度为845℃～865℃的条件下保温3h～5h，再将温度从845℃～865℃降温至720℃～740℃，在温度为720℃～740℃的条件下保温9h～11h，得到球形碳化物；
四、光球：采用钢球大循环工艺，清除热压成型够的环带和余量；
五、软磨：将光球处理后的钢球采用磨削机和砂轮进行加工，加工参数：加工速度为60～80rpm，压力为1.3～1.6MPa；
六、筛检：通过热酸洗筛检软磨后的钢球，去除掉缺陷产品，得到合格钢球；把裂纹有放大的作用，如果有微小的裂纹，通过酸洗可将裂纹扩大。便于观察检验
七、热处理：将合格钢球再温度为1080℃～1100℃的条件下进行真空气淬，然后在温度为545℃～555℃的条件下高温回火3次；
八、硬磨：在磨球机上对热处理后的钢球进行加工，消除尺寸；加工参数：加工速度为60～80rpm，压力为1.4～1.7MPa；
九、高温补充回火：将硬磨后的钢球在温度为500℃的条件下高温补充回火3h；
十、初研：在铸铁板上采用钢球精研机对回火后的钢球进行加工；加工参数：加工速度为40～50rpm，压力为1.3～1.7MPa；
十一、精研：将初研后的钢球清洗3～5次，清洗后的钢球在铸铁板上采用研磨机进行加工；加工参数：加工速度为20～25rpm，压力为0.5～1.0MPa；
十二、涡流探伤：对精研后的钢球进行涡流探伤，去除缺陷产品，
十三、低温补充回火：
十四、超精研：加工参数：加工速度为40～42rpm，压力为0.4～1.2MPa；
十五、尺寸分选；
十六、涂油包裹。
本实施例成品压碎负荷值基本保持在600～650KN的范围，远超≥326KN的标准值要求；表面残余应力基本保持在600MPa左右的压应力，亦与国外同规格钢球相近。

Claims (8)

1.一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法，其特征在于消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法是按以下步骤进行：
一、车料：将高温轴承钢棒材按工艺要求车削成设计尺寸，以备成型；
二、热冲压：将车削完成的料段置于箱式炉中，在温度为915℃～945℃的条件下进行加热25min～35min，然后采用高速压力机在球形模具中进行冲压，得到钢球；
三、退火：将钢球先在温度为740℃～760℃的条件下保温2h～3h，然后将温度从740℃～760℃升温至845℃～865℃，在温度为845℃～865℃的条件下保温3h～5h，再将温度从845℃～865℃降温至720℃～740℃，在温度为720℃～740℃的条件下保温9h～11h，得到球形碳化物；
四、光球：采用钢球大循环工艺，清除热压成型够的环带和余量；
五、软磨：将光球处理后的钢球采用磨削机和砂轮进行加工；
六、筛检：通过热酸洗筛检软磨后的钢球，去除掉缺陷产品，得到合格钢球；
七、热处理：将合格钢球进行真空气淬，然后高温回火3次；
八、硬磨：在磨球机上对热处理后的钢球进行加工，消除尺寸；
九、高温补充回火：将硬磨后的钢球在温度为500℃的条件下高温补充回火3h；
十、初研：在铸铁板上采用钢球精研机对回火后的钢球进行加工；
十一、精研：将初研后的钢球清洗3～5次，清洗后的钢球在铸铁板上采用研磨机进行加工；
十二、涡流探伤：对精研后的钢球进行涡流探伤，去除缺陷产品，得到合格产品；
十三、低温补充回火：在温度为145℃～155℃的条件下对合格产品进行补充回火；
十四、超精研：在铸铁板上采用钢球精研机对补充回火后的钢球进行加工；
十五、尺寸分选；
十六、涂油包裹。
2.根据权利要求1所述的一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法，其特征在于步骤五中所述加工的参数：加工速度为60～80rpm，压力为1.3～1.6MPa。
3.根据权利要求1所述的一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法，其特征在于步骤七中是在温度为1080℃～1100℃的条件下进行真空气淬。
4.根据权利要求1所述的一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法，其特征在于步骤七中在温度为545℃～555℃的条件下进行高温回火。
5.根据权利要求1所述的一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法，其特征在于步骤八中所述加工的参数：加工速度为60～80rpm，压力为1.4～1.7MPa。
6.根据权利要求1所述的一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法，其特征在于步骤十中所述加工的参数：加工速度为40～50rpm，压力为1.3～1.7MPa。
7.根据权利要求1所述的一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法，其特征在于步骤十一中所述加工的参数：加工速度为20～25rpm，压力为0.5～1.0MPa。
8.根据权利要求1所述的一种消除高温轴承钢钢球加工过程中应力的处理方法，其特征在于步骤十四中所述加工的参数：加工速度为40～42rpm，压力为0.4～1.2MPa。
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