CN107322248A - 一种零脱碳层轴承钢盘条的制备装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零脱碳层轴承钢盘条的制备装置及制备方法，该制备装置包括球化退火炉、前冷拔机、平立矫直机、无心车床、后冷拔机和再结晶退火炉；所述前冷拔机的出口端与所述平立矫直机的入口端对接，平立矫直机的出口端与所述无心车床的入口端对接，无心车床的出口端与所述后冷拔机的入口端对接。本发明采用球化退火炉、前冷拔机、平立矫直机、无心车床、后冷拔机和再结晶退火炉对轴承钢盘条实现连续化加工，获得强度高且兼具良好韧性的零脱碳层轴承钢盘条成品，实现了大规格轴承钢盘条的整体处理，成品率高，材料利用率高，提高了加工效率，适合产业化生产。

Description

一种零脱碳层轴承钢盘条的制备装置及制备方法

技术领域

本发明涉及轴承钢盘条制备技术领域，特别是涉及一种零脱碳层轴承钢盘条的制备装置及制备方法。

背景技术

轴承钢盘条是通过对轴承钢热轧线材进行热处理和机械加工，从而获得组织均匀、无表面缺陷、尺寸精度高的轴承钢整卷线材，是制备轴承滚动体的主要材料。

轴承钢盘条的常规制备方法有两种。对于小规格轴承钢盘条，首先对轴承钢热轧线材进行球化退火，然后拉拔改制，最后再结晶退火，得到轴承钢盘条的脱碳层厚度为1％直径尺寸左右。该方法制得的轴承钢盘条虽然脱碳层尺寸较小，但后续经冲压后的毛坯仍需要滚动体生产企业通过后续磨削加工去除脱碳层。

对于大规格轴承钢盘条，先将轴承钢热轧线材进行球化退火，然后进行拉拔改制和再结晶退火，最后进行校直并切断后由无心磨床进行磨削加工，得到无脱碳层的轴承钢直条。该方法将盘圆材料改制成直条材料，采用无心磨床磨削去除脱碳层供给下游滚动体加工企业。制得的材料虽然没有脱碳层，但是盘条经过矫直切断，大大降低了材料利用率和尺寸精度。同时，滚动体企业使用过程中需要将直条材料手动穿入冷镦机，无法实现连续操作，导致冷镦效率低，人工成本高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种零脱碳层轴承钢盘条的制备装置及制备方法，可制备零脱碳层轴承盘条，实现大规格轴承钢盘条的整体处理，成品率高，材料利用率高，提高了加工效率，适合产业化生产。

本发明提供了一种零脱碳层轴承钢盘条的制备装置，包括球化退火炉、前冷拔机、平立矫直机、无心车床、后冷拔机和再结晶退火炉；所述前冷拔机的出口端与所述平立矫直机的入口端对接，平立矫直机的出口端与所述无心车床的入口端对接，无心车床的出口端与所述后冷拔机的入口端对接；所述球化退火炉，用于给轴承钢盘条进行球化退火；前冷拔机，用于对球化退火后的轴承钢盘条进行一次拉拔改制；平立矫直机，用于对一次拉拔改制后的轴承钢盘条进行矫直；无心车床，用于去除矫直后的轴承钢盘条表面的脱碳层；后冷拔机，用于对去除脱碳层后的轴承钢盘条进行二次拉拔改制；再结晶退火炉，用于对二次拉拔改制后的轴承钢盘条进行再结晶退火。

本发明采用球化退火炉、前冷拔机、平立矫直机、无心车床、后冷拔机和再结晶退火炉对轴承钢盘条实现连续化加工，即将球化退火炉处理后的轴承钢盘条依次经过前冷拔机拉拔、平立矫直机简单矫直、无心车床去脱碳层、后冷拔机再次拉拔，然后再将后冷拔机再次拉拔完的轴承钢盘条放入再结晶退火炉中进行再结晶退火，从而获得强度高且兼具良好韧性的零脱碳层轴承钢盘条成品，实现了大规格轴承钢盘条的整体处理，成品率高，材料利用率高，提高了加工效率，适合产业化生产。

优选地，所述无心车床的主轴盘上环设有四把呈对称布置的车刀。无心车床的四把车刀设计，可精准快速地将盘条表面的脱碳层去掉。

优选地，所述球化退火炉和再结晶退火炉均采用井式退火炉。井式退火炉具有热效率高、保温性强、结构简单、操作便捷等优点。

本发明还提供了一种零脱碳层轴承钢盘条的制备方法，使用如上所述的零脱碳层轴承钢盘条的制备装置，包括如下步骤：

S1.球化退火：将轴承钢热轧盘条放入球化退火炉中进行球化退火，随炉加热到780℃-790℃进行一次保温三至五个小时，然后随炉冷却至710℃-730℃进行二次保温二至四个小时，再行随炉冷却至540℃-560℃后出炉空冷；

S2.一次拉拔改制：将球化退火后的盘条放在前冷拔机上进行一次拉拔改制，拉拔后尺寸减小0.2mm-0.4mm；

S3.矫直：将盘条通过平立矫直机进行简单矫直；

S4.车削：利用无心车床主轴盘上的车刀相对矫直后的盘条表面进行旋转车削，车削量为0.2mm-0.5mm，去除盘条脱碳层；

S5.二次拉拔改制：去除脱碳层后将盘条放在后冷拔机上进行二次拉拔至成品尺寸；

S6.再结晶退火：将盘条放入再结晶退火炉中再结晶退火，随炉加热至680℃-710℃保温六至十小时，然后后随炉冷却，得到成品轴承钢盘条。

优选地，所述步骤S1中，一次保温的时间为四个小时。

优选地，所述步骤S1中，二次保温的时间为三个小时。

优选地，所述步骤S1中，二次保温的温度为718℃-722℃。

优选地，所述步骤S1中，出炉空冷温度为546℃-555℃。

本发明的有益效果体现在：

本发明采用球化退火炉、前冷拔机、平立矫直机、无心车床、后冷拔机和再结晶退火炉对轴承钢盘条实现连续化加工，即将球化退火炉处理后的轴承钢盘条依次经过前冷拔机拉拔、平立矫直机简单矫直、无心车床去脱碳层、后冷拔机再次拉拔，然后再将后冷拔机再次拉拔完的轴承钢盘条放入再结晶退火炉中进行再结晶退火，从而获得强度高且兼具良好韧性的零脱碳层轴承钢盘条成品，实现了大规格轴承钢盘条的整体处理，成品率高，材料利用率高，提高了加工效率，适合产业化生产。对轴承钢盘条采用球化退火，可使轴承钢盘条获得球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒且弥散分布在铁素体基体上，从而可保证淬火效果均一，减少淬火变形，提高淬火硬度，改善工件的切削性能，提高耐磨性和抗点蚀性。对二次拉拔改制的轴承钢盘条进行再结晶退火，可消除二次拉拔改制过程中轴承钢盘条内存在的加工硬化，使轴承钢盘条恢复加工变形能力，同时使二次拉拔改制的轴承钢盘条内的形变晶粒重新结晶形成均匀分布的等轴晶粒，降低了硬度，提高了塑性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的器件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各器件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例的结构示意图。

附图中，1-球化退火炉，2-前冷拔机，3-平立矫直机，4-无心车床，5-后冷拔机，6-再结晶退火炉

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利的保护范围。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种零脱碳层轴承钢盘条的制备装置，包括球化退火炉1、前冷拔机2、平立矫直机3、无心车床4、后冷拔机5和再结晶退火炉6；前冷拔机2的出口端与平立矫直机3的入口端对接，平立矫直机3的出口端与无心车床4的入口端对接，无心车床4的出口端与后冷拔机5的入口端对接。本实施例中，无心车床4的主轴盘上环设有四把呈对称布置的车刀。无心车床4的四把车刀设计，可精准快速地将盘条表面的脱碳层去掉。球化退火炉1和再结晶退火炉6均采用井式退火炉。井式退火炉具有热效率高、保温性强、结构简单、操作便捷等优点。

球化退火炉1，用于给轴承钢盘条进行球化退火；前冷拔机2，用于对球化退火后的轴承钢盘条进行一次拉拔改制；平立矫直机3，用于对一次拉拔改制后的轴承钢盘条进行矫直；无心车床4，用于去除矫直后的轴承钢盘条表面的脱碳层；后冷拔机5，用于对去除脱碳层后的轴承钢盘条进行二次拉拔改制；再结晶退火炉6，用于对二次拉拔改制后的轴承钢盘条进行再结晶退火。

本发明采用球化退火炉1、前冷拔机2、平立矫直机3、无心车床4、后冷拔机5和再结晶退火炉6对轴承钢盘条实现连续化加工，即将球化退火炉1处理后的轴承钢盘条依次经过前冷拔机2拉拔、平立矫直机3简单矫直、无心车床4去脱碳层、后冷拔机5再次拉拔，然后再将后冷拔机再次拉拔完的轴承钢盘条放入再结晶退火炉6中进行再结晶退火，从而获得强度高且兼具良好韧性的零脱碳层轴承钢盘条成品，实现了大规格轴承钢盘条的整体处理，成品率高，材料利用率高，提高了加工效率，适合产业化生产。

具体的，本发明还涉及一种零脱碳层轴承钢盘条的制备方法，使用如上所述的零脱碳层轴承钢盘条的制备装置，包括如下步骤：

S1.球化退火：将轴承钢热轧盘条放入球化退火炉中进行球化退火，随炉加热到780℃-790℃进行一次保温三至五个小时，然后随炉冷却至710℃-730℃进行二次保温二至四个小时，再行随炉冷却至540℃-560℃后出炉空冷；

S2.一次拉拔改制：将球化退火后的盘条放在前冷拔机上进行一次拉拔改制，拉拔后尺寸减小0.2mm-0.4mm；

S3.矫直：将盘条通过平立矫直机进行简单矫直；

S4.车削：利用无心车床主轴盘上的车刀相对矫直后的盘条表面进行旋转车削，车削量为0.2mm-0.5mm，去除盘条脱碳层；

S5.二次拉拔改制：去除脱碳层后将盘条放在后冷拔机上进行二次拉拔至成品尺寸；

S6.再结晶退火：将盘条放入再结晶退火炉中再结晶退火，随炉加热至680℃-710℃保温六至十小时，然后后随炉冷却，得到成品轴承钢盘条。

对轴承钢盘条采用球化退火，可使轴承钢盘条获得球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒且弥散分布在铁素体基体上，从而可保证淬火效果均一，减少淬火变形，提高淬火硬度，改善工件的切削性能，提高耐磨性和抗点蚀性。对二次拉拔改制的轴承钢盘条进行再结晶退火，可消除二次拉拔改制过程中轴承钢盘条内存在的加工硬化，使轴承钢盘条恢复加工变形能力，同时使二次拉拔改制的轴承钢盘条内的形变晶粒重新结晶形成均匀分布的等轴晶粒，降低了硬度，提高了塑性。轴承钢盘条一次拉拔改制后尺寸减小0.2mm-0.4mm，其目的是克服盘条存在的椭圆公差情况。

实施例2

本实施例所包括的装置、工艺参数和工艺流程与实施例1基本相同，所不同的是一次保温的时间为四个小时，在保证轴承钢盘条得到均匀球化退火的前提下，合理设置了球化退火炉的使用时间，从而降低了球化退火炉的使用成本。

实施例3

本实施例所包括的装置、工艺参数和工艺流程与实施例2基本相同，所不同的是二次保温的时间为三个小时，实践证明，三个小时的二次保温时间更加合理化，避免了对轴承钢盘条球化退火的时间过多或者过少，有效地控制了球化退火炉的使用成本。

实施例4

本实施例所包括的装置、工艺参数和工艺流程与实施例1基本相同，所不同的是二次保温的温度为718℃-722℃，使得轴承钢盘条上的温度分布更为均匀，避免了轴承钢盘条上不同部分因温度差距大而导致细微组织不同，从而影响轴承钢盘条的使用性能。

实施例5

本实施例所包括的装置、工艺参数和工艺流程与实施例1基本相同，所不同的是出炉空冷温度为546℃-555℃，使得轴承钢盘条上不同部分的出炉空冷温度尽量缩小化，保证了轴承钢盘条内部的组织结构。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种零脱碳层轴承钢盘条的制备装置，其特征在于：包括球化退火炉、前冷拔机、平立矫直机、无心车床、后冷拔机和再结晶退火炉；

所述前冷拔机的出口端与所述平立矫直机的入口端对接，平立矫直机的出口端与所述无心车床的入口端对接，无心车床的出口端与所述后冷拔机的入口端对接；

所述球化退火炉，用于给轴承钢盘条进行球化退火；前冷拔机，用于对球化退火后的轴承钢盘条进行一次拉拔改制；平立矫直机，用于对一次拉拔改制后的轴承钢盘条进行矫直；无心车床，用于去除矫直后的轴承钢盘条表面的脱碳层；后冷拔机，用于对去除脱碳层后的轴承钢盘条进行二次拉拔改制；再结晶退火炉，用于对二次拉拔改制后的轴承钢盘条进行再结晶退火。

2.如权利要求1所述的零脱碳层轴承钢盘条的制备装置，其特征在于：所述无心车床的主轴盘上环设有四把呈对称布置的车刀。

3.如权利要求1所述的零脱碳层轴承钢盘条的制备装置，其特征在于：所述球化退火炉和再结晶退火炉均采用井式退火炉。

4.一种零脱碳层轴承钢盘条的制备方法，其特征在于，使用如权利要求1至3任一项所述的零脱碳层轴承钢盘条的制备装置，包括如下步骤：

S1.球化退火：将轴承钢热轧盘条放入球化退火炉中进行球化退火，随炉加热到780℃-790℃进行一次保温三至五个小时，然后随炉冷却至710℃-730℃进行二次保温二至四个小时，再行随炉冷却至540℃-560℃后出炉空冷；

S2.一次拉拔改制：将球化退火后的盘条放在前冷拔机上进行一次拉拔改制，拉拔后尺寸减小0.2mm-0.4mm；

S3.矫直：将盘条通过平立矫直机进行简单矫直；

S4.车削：利用无心车床主轴盘上的车刀相对矫直后的盘条表面进行旋转车削，车削量为0.2mm-0.5mm，去除盘条脱碳层；

S5.二次拉拔改制：去除脱碳层后将盘条放在后冷拔机上进行二次拉拔至成品尺寸；

S6.再结晶退火：将盘条放入再结晶退火炉中再结晶退火，随炉加热至680℃-710℃保温六至十小时，然后后随炉冷却，得到成品轴承钢盘条。

5.如权利要求4所述的零脱碳层轴承钢盘条的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，一次保温的时间为四个小时。

6.如权利要求5所述的零脱碳层轴承钢盘条的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，二次保温的时间为三个小时。

7.如权利要求5所述的零脱碳层轴承钢盘条的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，二次保温的温度为718℃-722℃。

8.如权利要求5所述的零脱碳层轴承钢盘条的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，出炉空冷温度为546℃-555℃。