CN106623276B - 球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法 - Google Patents

球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开一种球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，所述方法包括：固定轴承钢毛管；调整矫直辊角度；将中间一对矫直辊向上调节；矫直轴承钢毛管；水洗；稀硫酸酸洗；本发明公开的方法，通过将中间一对矫直辊向上调节，矫直辊的间隙成S型；矫直过程中轴承钢毛管发生“S”变形，轴承钢毛管在“S”变形过程中受到的弯曲力的拉伸力的作用，轴承钢毛管的基体与氧化铁皮的界面产生裂纹，氧化铁皮不在以致密的形式存在，稀硫酸可以达到氧化铁皮的内部，达到彻底清除氧化皮的目的。所述方法采用较小的压下量便可破碎轴承钢毛管表面的氧化铁皮，避免采用较大压下量将氧化铁皮压入轴承钢毛管表面铁基体内，影响轴承钢毛管的表面质量。

Description

球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法
技术领域
本发明涉及钢坯表面清理工艺，特别涉及球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法。
背景技术
球化退火是使钢获得弥散分布于铁素体基体上的细粒状碳化物组织的工艺方法。其目的为改善切削性能，减小淬火时的变形开裂倾向性，使钢件性能均匀。球化退火主要应用于轴承钢的预备热处理，以改善轴承钢加工性能及加工精度，消除由于网状或粗大碳化物颗粒所引起的轴承钢的脆断和刃口崩落，提高轴承零件的接触疲劳寿命等。球化退火后轴承钢毛管表面附着氧化铁皮，需要对轴承钢毛管表面氧化铁皮进行去除。
在已知的轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除工艺中，目前国内外大多数是在连续生产线上配备酸洗装置去除热轧钢坯氧化铁皮，使生产连续作业。Fe2O3,Fe3O4，FeO均是氧化铁皮的成分，如果直接进行酸洗由于氧化铁比较致密酸洗不可达到氧化铁皮的内部，达不到彻底去除氧化铁皮的目的。
一些企业采用施加压下量的方法破碎轴承钢毛管表面的氧化铁皮，然后采用酸洗达到彻底去除氧化铁皮。由于Fe2O3形式存在的氧化铁皮需要较大的压下量方可破碎，若采用较大压下量来去除轴承钢毛管表面的氧化铁皮，会将部分氧化铁皮压入轴承钢毛管表面铁基体内，影响轴承钢毛管的表面质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，以解决无法达到彻底去除底去除氧化铁皮，同时避免氧化铁皮压入轴承钢毛管表面铁基体内，影响轴承钢毛管的表面质量的问题。
本发明的目的在于提供球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，所述方法包括：
步骤一、在将球化退火后的轴承钢毛管咬入矫直辊的间隙中，所述矫直辊的间隙成直线型；
步骤二、根据轴承钢毛管的外径大小调整所述矫直辊的角度；
步骤三，调节所述矫直辊的下压量；
步骤四、将中间一对矫直辊向上调节，所述矫直辊的间隙成S型；
步骤五、电机带动所述矫直辊转动；
步骤六、所述矫直辊带动所述轴承钢毛管不断地作直线运动和旋转运动，所述轴承钢毛管承受压缩力和弯曲力；
步骤七、所述轴承钢毛管承受压缩力和弯曲力的过程中所述轴承钢毛管的基体与氧化铁皮产生分离，同时，所述氧化铁皮产生裂纹，得到矫直后的轴承钢毛管；
步骤八、水洗；
步骤九、稀硫酸酸洗。
进一步，所述稀硫酸的浓度为18％-25％。
进一步，所述矫直辊为万向矫直辊。
进一步，所述轴承钢毛管的外直径为40mm-120mm。
进一步，所述轴承钢毛管的管壁厚为3mm-10mm。
进一步，所述步骤八具体为：用清水冲洗所述矫直后的轴承钢毛管表面，所述轴承钢毛管表面包括所述轴承钢毛管的内表面和所述轴承钢毛管外表面，所述氧化铁皮脱离所述轴承钢毛管的表面。
进一步，所述步骤四具体为：根据所述轴承钢毛管的壁厚的大小、所述轴承钢毛管的长短及所述轴承钢毛管表面氧化铁皮的厚薄，调整中间一对矫直辊向上调节的高度。
进一步，所述步骤三具体为：根据所述轴承钢毛管的壁厚的大小、所述轴承钢毛管的长短及所述轴承钢毛管表面氧化铁皮的厚薄，调节所述矫直辊的下压量。
进一步，通过旋转丝杆将所述中间一对矫直辊向上调节。
有益效果：
由以上技术方案可知，本发明实施例提供一种球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，所述方法包括：固定轴承钢；调整矫直辊角度；将中间一对矫直辊向上调节，所述矫直辊的间隙成S型；矫直轴承钢毛管；水洗矫直后的轴承钢毛管；稀硫酸酸洗；本发明实施例示出的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，通过将把中间一对矫直辊往上调节一定的高度，矫直辊的间隙成S型，由于，矫直辊的间隙成S型，所述轴承钢毛管在S型间隙中受到弯曲力的拉伸作用，氧化铁皮与轴承钢毛管的基体的界面产生裂纹；此时氧化铁皮不再以致密的结构存在，因此后续酸洗的过程中，稀硫酸容易到达氧化铁皮的内部，到达彻底去除氧化铁皮的目的；在后续酸洗的过程中采用较低浓度的硫酸，便可以达到快速去除氧化铁皮的目的。同时，采用较小的压下量便可破碎轴承钢毛管表面的氧化铁皮，避免采用较大压下量将氧化铁皮压入轴承钢毛管表面铁基体内，影响轴承钢毛管的表面质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据一优选实施例示出的供球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法的流程图；
图2为根据一优选实施例示出的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的分布情况。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2为根据一优选实施例示出的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的分布情况，钢坯在加热过程中已经破裂而形成基层即第一层氧化层氧化亚铁(FeO)；原因是高温加热炉内氧气含量低，生成的氧化膜厚度也薄。在粗轧和精轧过程中，由于轧制温度明显下降，又有大量新鲜氧气补充，生成磁性氧化铁(Fe3O4),以后层流冷却至卷取时温度较低，形成了外层是结晶构造的氧化铁(Fe2O3)。热力分析证明，氧化铁皮中FeO(含氧量23.26％)，Fe3O4(含氧量27.63％)，Fe2O3(含氧量30.04％)。氧化铁皮结构由里到外分别是：FeO，Fe3O4，Fe2O3。可以看出，Fe2O3,Fe3O4和FeO均是氧化铁皮的成分，由于氧化铁皮结构致密，如果直接进行酸洗由于氧化铁皮比较致密酸洗不可达到氧化铁皮的内部，达不到彻底去除氧化铁皮的目的。
实际生产中，工作时两个矫直辊错位咬合，对轴承钢毛管施加压下量，所述矫直辊对所述轴承钢毛管产生压缩力的作用，轴承钢毛管在压缩力的作用下反复弯曲；轴承钢毛管产生一定的弹性形变，而氧化铁皮无塑性形变，此时氧化铁皮的破碎强度较低，同时与轴承钢毛管基体附着能力较差，这样氧化铁皮不能适应轴承钢毛管曲线变形的变化，当轴承钢毛管的弹性形变大于氧化铁皮的破碎强度时，氧化铁皮便被破碎，最终产生不同形式的氧化铁皮剥落。
传统的方法采用改变矫直辊压下量的大小控制轴承钢毛管的弹性形变量。研究结果表明，不同氧化铁皮对金属的附着力不同,因此去除不同形式的氧化铁皮需要施加不同的压下量；具体为：去除以FeO形式存在氧化铁皮需要施加的压下量0.04kg/mm2，去除以Fe3O4形式存在氧化铁皮需要施加的压下量4kg/mm2，去除以Fe2O3形式存在氧化铁皮需要施加的压下量1kg/mm2。
实际生产中，保证彻底去除氧化铁皮的目的，通常将矫直辊施加的压下量设置为4kg/mm2，此时，由于矫直机大的矫直辊的压下量大，部分氧化铁皮被压入轴承钢毛管，形成表面麻面，影响轴承钢毛管表面质量。
研究表明轴承钢毛管的弹性形变受压缩力影响的同时还受轴承钢毛管拉伸力的影响。
本发明实施例提供球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，所述方法通过将中间一对矫直辊向上调节一定高度，使矫直辊的间隙成S型，由于，矫直辊的间隙成S型，所述轴承钢毛管在S型间隙中受到弯曲力的拉伸作用，氧化铁皮与轴承钢毛管的基体的界面会产生裂纹；此时氧化铁皮不再以致密的结构存在，因此后续酸洗的过程中，酸容易到达氧化铁皮的内部，到达彻底去除氧化铁皮的目的。
图1为根据一优选实施例示出的供球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法的流程图；所述方法包括：
S1、在将球化退火后的轴承钢毛管咬入矫直辊的间隙中，所述矫直辊的间隙成直线型；
S2、根据轴承钢毛管的外径大小调整所述矫直辊的角度；
S3，调节所述矫直辊的下压量；
S4、将中间一对矫直辊向上调节，所述矫直辊的间隙成S型；
S5、电机带动所述矫直辊转动；
S6、所述矫直辊带动所述轴承钢毛管不断地作直线运动和旋转运动，所述轴承钢毛管承受压缩力和弯曲力；
S7、所述轴承钢毛管承受压缩力和弯曲力的过程中所述轴承钢毛管的基体与氧化铁皮产生分离，同时，所述氧化铁皮产生裂纹，得到矫直后的轴承钢毛管；
S8、水洗；
S9、稀硫酸酸洗。
具体为，将球化退火后的轴承钢毛管咬入矫直辊的间隙中；根据轴承钢毛管的外径大小调整矫直辊的角度，将把中间一对矫直辊往上调节一定的高度，矫直辊的间隙成S型；启动电源，电机带动矫直辊转动；矫直辊转动后，轴承钢毛管不断地作直线和旋转运动，轴承钢毛管承受压缩力和弯曲力的作用；当轴承钢毛管通过矫直机的矫直辊后，轴承钢毛管的表面的受力情况不同：由于，矫直辊的间隙成S型，所述轴承钢毛管在所述间隙中受到弯曲力的拉伸作用，轴承钢毛管产生一定的弹性形变，而氧化铁皮则产生塑性形变，此时氧化铁皮的破碎强度较低，同时与轴承钢毛管基体附着能力较差，这样氧化铁皮不能适应轴承钢毛管的变化，当轴承钢毛管的弹性形变大于氧化铁皮的破碎强度时，氧化铁皮便被破碎，氧化铁皮与轴承钢毛管的基体产生裂纹；同时，与矫直辊相接触的轴承钢毛管表面受到压缩力的作用，氧化铁皮会被挤压成网状结构；在弯曲力的拉伸作用下，氧化铁皮与轴承钢毛管的基体的界面会产生裂纹；在压缩力的作用，氧化铁皮会被挤压成网状结构，此时氧化铁皮不再以致密的结构存在，因此后续酸洗的过程中，酸容易到达氧化铁皮的内部，到达彻底去除氧化铁皮的目的。
进一步地，所述S7具体为：用清水冲洗所述矫直后的轴承钢毛管表面，所述轴承钢毛管表面包括所述轴承钢毛管的内表面和所述轴承钢毛管外表面，所述氧化铁皮脱离所述轴承钢毛管的表面。
需要说明的是本发明实施例将主要是把中间一对矫直辊往上调节一定的高度，来实现“S”变形的工艺要求。将中间一对矫直辊往上调节一定的高度，所述矫直辊的间隙成S型，轴承钢毛管咬入矫直辊的间隙中，轴承钢毛管被迫弯曲，轴承钢毛管在弯曲力的拉伸作用下；有助于氧化铁皮与轴承钢毛管的基体的界面会产生裂纹；部分氧化铁会脱落，用清水冲洗所述矫直后的轴承钢毛管表面，所述轴承钢毛管表面包括所述轴承钢毛管的内表面和所述轴承钢毛管外表面，所述部分氧化铁皮脱离所述轴承钢毛管的表面；
进行上述氧化铁皮与轴承钢毛管的基体的界面脱离的过程，对后续的酸洗产生较大的帮助，因为轴承钢酸洗的速度取决于轴承钢表面氧化铁皮的细碎程度；而一般轴承钢毛管的弯曲力的拉伸作用增大轴承钢毛管表面氧化铁皮的细碎程度会增加，氧化铁皮细碎程度增加，后续的酸洗去除氧化铁皮的速度也会加快。但这一趋势并不是一直有效的，即酸洗的速度随轴承钢毛管的弯曲力的拉伸作用增大提高到某一值到达饱和，超过这一值，酸洗的速率不再随弯曲力的拉伸作用的增加而加快。因此，本发明实施例，根据所述轴承钢毛管的壁厚的大小、所述轴承钢毛管的长短及所述轴承钢毛管表面氧化铁皮的厚薄，调整中间一对矫直辊向上调节的高度。
进一步，所述稀硫酸质量分数为15％-25％。
酸洗过程中酸的浓度越大，去除氧化铁皮的速率越快，在实际生产过程中通常采用硫酸或盐酸进行酸洗，由于盐酸具有一定的挥发性，盐酸残留于空气中会对轴承钢毛管产生一定的腐蚀，因此本发明实施例采用硫酸进行酸洗。
经过本发明实施例方法处理后的氧化铁皮以细碎块状的形式附着于轴承钢毛管的表面上，硫酸容易到达氧化铁皮的内部，此时采用低浓度的硫酸便可以达到快速去除氧化铁皮的目的，因此缩短了毛管酸洗时间，降低了硫酸的消耗，避免了过酸洗缺陷，提高了产品的表面质量和生产效益。
进一步，所述矫直辊为万向矫直辊。
进一步，所述轴承钢毛管的外直径为40mm-120mm。
进一步，所述轴承钢毛管的管壁厚为3mm-10mm。
具体的，所述万向矫直辊可以延各个方向调节，因此所述方法适用于外直径40mm-120mm的轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除。
进一步，通过旋转丝杆调节中间一对矫直辊上调高度。
采用旋转丝杆调节中间一对矫直辊上调高度，丝杆低频率的场合,价格经济、结构紧凑、操作简单、保养方便，同时本发明实施例采用的丝杆具有保持载重和自动锁定功能，即使没有制动装置也可保持载重，进而保证中间一对矫直辊上调高度恒定。
生产中可以根据所述轴承钢毛管的壁厚的大小、所述轴承钢毛管的长短及所述轴承钢毛管表面氧化铁皮的厚薄，调整矫直辊的下压量。
具体为，若所述轴承钢毛管的管壁厚，则调大所述压下量；若所述轴承钢毛管的管壁薄，则调小所述压下量；若所述轴承钢毛管表面氧化铁皮厚，则调大所述压下量；若所述轴承钢毛管表面氧化铁皮薄，则调小所述压下量；若所述轴承钢毛管长，则调大所述压下量；若轴承钢毛管长，则调小所述压下量；
所述方法采用的矫直机为JH120-7辊矫直机和JH100-7辊矫直机。
所述矫直机的电机功率为60KW和75KW功率强大。
由以上技术方案可知，本发明实施例提供球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，所述方法包括：固定轴承钢；调整矫直辊角度；将中间一对矫直辊向上调节，所述矫直辊的间隙成S型；矫直轴承钢毛管；水洗矫直后的轴承钢毛管；稀硫酸酸洗；本发明实施例示出的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，通过将把中间一对矫直辊往上调节一定的高度，矫直辊的间隙成S型，由于，矫直辊的间隙成S型，所述轴承钢毛管在S型间隙中受到弯曲力的拉伸作用，氧化铁皮与轴承钢毛管的基体的界面会产生裂纹；此时氧化铁皮不再以致密的结构存在，因此后续酸洗的过程中，酸容易到达氧化铁皮的内部，到达彻底去除氧化铁皮的目的；在后续酸洗的过程中采用较低浓度的硫酸，便可以达到快速去除氧化铁皮的目的。同时，采用较小的压下量便可破碎轴承钢毛管表面的氧化铁皮，避免采用较大压下量将氧化铁皮压入轴承钢毛管表面铁基体内，影响轴承钢毛管的表面质量。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一、在将球化退火后的轴承钢毛管咬入矫直辊的间隙中，所述矫直辊的间隙成直线型；
步骤二、根据所述轴承钢毛管的外径大小调整所述矫直辊的角度；
步骤三，调节所述矫直辊的下压量；
步骤四、将中间一对所述矫直辊向上调节，所述矫直辊的间隙成S型；
步骤五、电机带动所述矫直辊转动；
步骤六、所述矫直辊带动所述轴承钢毛管不断地作直线运动和旋转运动，所述轴承钢毛管承受压缩力和弯曲力；
步骤七、所述轴承钢毛管承受压缩力和弯曲力的过程中所述轴承钢毛管的基体与氧化铁皮产生分离，同时，所述氧化铁皮产生裂纹，得到矫直后的轴承钢毛管；
步骤八、水洗；
步骤九、稀硫酸酸洗。
2.根据权利要求1所述的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，其特征在于，所述稀硫酸的浓度为18％-25％。
3.根据权利要求1所述的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，其特征在于，所述矫直辊为万向矫直辊。
4.根据权利要求1所述的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，其特征在于，所述轴承钢毛管的外直径为40mm-120mm。
5.根据权利要求1所述的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，其特征在于，所述轴承钢毛管的管壁厚为3mm-10mm。
6.根据权利要求1所述的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，其特征在于，所述步骤八具体为：
用清水冲洗所述矫直后的轴承钢毛管表面，所述轴承钢毛管表面包括所述轴承钢毛管的内表面和所述轴承钢毛管的外表面，所述氧化铁皮脱离所述轴承钢毛管的表面。
7.根据权利要求1所述的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，其特征在于，所述步骤四具体为：
根据所述轴承钢毛管的壁厚的大小、所述轴承钢毛管的长短及所述轴承钢毛管表面氧化铁皮的厚薄，调整中间一对矫直辊向上调节的高度。
8.根据权利要求1所述的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，其特征在于，所述步骤三具体为：
根据所述轴承钢毛管的壁厚的大小、所述轴承钢毛管的长短及所述轴承钢毛管表面氧化铁皮的厚薄，调节所述矫直辊的下压量。
9.根据权利要求1所述的球化退火后轴承钢毛管表面氧化铁皮的去除方法，其特征在于，通过旋转丝杆将中间一对所述矫直辊向上调节。
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