CN108296717A - 一种轴承钢管的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴承钢管的制备工艺，包括以下步骤：步骤1）：棒材切断步骤2）：加热穿孔；步骤3）：挤压；步骤4）：退火；步骤5）：多道次冷轧；步骤6）：去应力退火；步骤7）：酸洗润滑；步骤8）：多道次冷拔；步骤9）：球化退火；步骤10）：精整检查。原始棒料通过以上各工艺步骤，最后得到高强度、高硬度、耐磨性好、形状尺寸精确的轴承钢管，此工艺尤其适合处理难变形或者高合金的轴承钢，同时，可生产热轧不能生产的规格和特种要求的钢种。

Description

一种轴承钢管的制备工艺

技术领域

本发明属于轴承钢机械加工技术领域，具体涉及一种轴承钢管的制备工艺。

背景技术

目前，轴承作为一种机械零部件应用得十分广泛，因此，对轴承的性能提出了较高的要求，尤其是对于轴承钢的机加工而言，提出了较高的要求，要求机加工成型后的轴承钢的机械性能较好，尤其对于难变形或者高合金的轴承钢而言，其不容易加工，且加工出的轴承钢管的尺寸精度不高。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种轴承钢管的制备工艺，能够处理不能热轧生产的特种要求的、难变形的或者高合金的轴承钢，并得到高强度、高硬度、耐磨性好、形状尺寸精确的轴承钢管。

为了实现以上目的，本发明提供了一种轴承钢管的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1)：棒材切断，将所述棒材切断成指定长度的圆柱坏；

步骤2)：加热穿孔，在所述圆柱坏需要穿孔的端面上定心，将所述圆柱坏加热至1100-1180℃，并在穿孔机上穿孔，得到管坯；

步骤3)：挤压，将所述管坯置于所述液压机的模腔内，利用液压机上的凸模对所述管坯挤压成型，得到挤压管；

步骤4)：退火，将所述挤压管置于加热炉内加热至790-810℃并保温2-6h，且以10-30℃/h的速度随炉冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到退火管；

步骤5)：多道次冷轧，将所述退火管置于轧管机，并控制所述退火管的进料量以及回转速度，对所述退火管进行多道次轧制，得到冷轧管；

步骤6)：去应力退火，将所述冷轧管置于所述加热炉内加热至700-750℃，保温60min-90min，随炉冷却至常温，得到热处理管；

步骤7)：酸洗润滑，对所述热处理管进行酸洗、磷化以及皂化处理，去除所述热处理管上的氧化层并使其光滑，得到待拔管；

步骤8)：多道次冷拔，通过辊式轧机对所述待拔管进行多道次冷拔得到冷拔管；

步骤9)：球化退火，将所述冷拔管置于所述加热炉内加热至800-850℃并保温3-6h，且以50-80℃/h的速度随炉冷却至720℃，保温3-6h，在以小于90℃/h的速度冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到球化退火管；

步骤10)：精整检查，对所述球化退火管进行修整以及检测，得到精修管。

其中，步骤1)中采用棒材自动断料机对实心的棒材进行切割，切割出制定长度的棒材。

其中，步骤2)中控制穿孔偏心率小于6％，且控制管坯表面瑕疵，使得管坯尽量光洁无毛刺等。

其中，步骤3)对上一步形成的管坯做进一步的挤压变形，具体地，用冲头或凸模对放置在模腔中的管坯加压，使管坯产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件。挤压时，管坯产生三向压应力，即使是塑性较低、难变形的坯料，也可被挤压成形。具体地，在挤压设备方面，可采用各级吨位挤压压力机的能力，如机械压力机、液压机、冷挤压力机外，还成功地采用摩擦压力机与高速高能设备进行冷挤压生产。

其中，步骤5)中冷轧机是一种周期性工作的机械，它是在轧制过程中，工作机架连同上下轧辊由曲柄连杆机械带动，让退火管以滚动的方式前行，利用金属的弹性变形实现钢管的轧制，使管坯在芯棒的减径和定径段上产生轧制变形，由于机架做往复运动，退火管不断的送进和回转，最后形成所要求规格的冷轧管。

其中，步骤6)：去应力退火去除多道次轧制过程中冷轧管上产生的应力，为后期的冷拔做准备。

其中，步骤7)中的酸洗润滑不仅去除热处理管表面的氧化层，并且使得其表面光洁。

其中，步骤8)中多道次冷拔，通过冷拔加工使得待拔管内部位错密度增加，位错可动性降低，既难于产生位错又难于移动位错，因而待拔管的硬度、强度提高。同时，得到精度以及表面质量均较好的冷拔管。

其中，步骤9)中的球化退火是为了使冷拔管降低硬度、均匀组织、改善切削加工性能，并为淬火作组织准备。在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时工件变形和开裂倾向小。

进一步地，步骤10)具体包括：步骤10.1)矫直，将球化退火管置于矫直机上进行矫直处理，严格控制球化退火管的内径以及外径尺寸，得到矫直管；步骤10.2)探伤，将所述矫直管置于探伤机内，对所述矫直管进行无损伤检测；步骤10.3)标记以及入库，将经过探伤后的矫直管置于打标机上打标，并送入储存库内。以上步骤能够生产出符合大众需要的规格和质量要求的轴承钢管。

进一步地，步骤10.2)中所述探伤机为漏磁探伤检测机。漏磁检测以自动探伤为目的，特别对钢管、钢棒等铁磁材料，具有独特的优点，不但检测速度快、自动化程度高，对钢管的尺寸、规格测量范围大，而且对工件的处理要求低，不需要耦合剂，也不需要任何防护设备等，可在较恶劣的环境下检测，不仅能探出缺陷，还能获得缺陷的某些特征尺寸，其检测结果具有较好的定量性、客观性以及可记录性。

进一步地，步骤5)中所述的退火管的进料量为1-12mm/次，所述退火管的回转速度为42-57°/次。以上工艺参数能够保证轧制的速度，提升工作效率，同时能够保证退火管的轧制精度。

进一步地，步8)中所述的辊式轧机为三辊或者两辊式轧机。三辊式轧机有三个辊实现轧制，上下辊直径较大，有助电动机传动，中辊直径较小，靠上下辊摩擦传动。轧辊的旋转方向不变，在下辊和中辊之间朝一个方向通过，返回是则在中辊和上辊之间通过。二辊式轧机结构简单、用途广泛。它分为可逆式和不可逆式。前者有初轧机、轨梁轧机、中厚板轧机等。不可逆式有钢坯连轧机、叠轧薄板轧机、薄板或带钢冷轧机、平整机等。因而，用户可根据实际需要选择轧机的种类。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

本发明的轴承钢管的制备工艺，原始棒料通过棒材切割、加热穿孔、挤压、退火、多道次冷轧、去应力退火、酸洗润滑、多道次冷拔、球化退火以及最后的精整检查，最后得到高强度、高硬度、耐磨性好、形状尺寸精确的轴承钢管，此工艺尤其适合处理难变形或者高合金的轴承钢，同时，可生产热轧不能生产的规格和特种要求的钢种。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

以制备外径为35mm，壁厚3mm的轴承钢管为例，其制备工艺包括以下步骤：

步骤1)：棒材切断，将棒材切断成指定长度的圆柱坏；

步骤2)：加热穿孔，在圆柱坏需要穿孔的端面上定心，将圆柱坏加热至1100℃，并在穿孔机上穿孔，得到管坯；

步骤3)：挤压，将管坯置于液压机的模腔内，利用液压机上的凸模对管坯挤压成型，得到挤压管；

步骤4)：退火，将挤压管置于加热炉内加热至790℃并保温2h，且以10℃/h的速度随炉冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到退火管；

步骤5)：多道次冷轧，将退火管置于轧管机，并控制退火管的进料量以及回转速度，对退火管进行多道次轧制，得到冷轧管；

步骤6)：去应力退火，将冷轧管置于加热炉内加热至700℃，保温60minmin，随炉冷却至常温，得到热处理管；

步骤7)：酸洗润滑，对热处理管进行酸洗、磷化以及皂化处理，去除热处理管上的氧化层并使其光滑，得到待拔管；

步骤8)：多道次冷拔，通过辊式轧机对待拔管进行多道次冷拔得到冷拔管；

步骤9)：球化退火，将冷拔管置于加热炉内加热至800℃并保温3h，且以50℃/h的速度随炉冷却至720℃，保温3h，在以小于90℃/h的速度冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到球化退火管；

步骤10)：精整检查，对球化退火管进行修整以及检测，得到精修管。

本实施例得到的轴承钢管经测试得到以下数据：轴承钢管的硬度为61～65HRC，符合实际工程的需要，轴承钢管的外径尺寸精度为±0.15mm，轴承钢管内径的尺寸精度为±0.1mm，显然，成型后的轴承钢管的尺寸精度较高。

实施例2

仍以制备外径为35mm，壁厚3mm的轴承钢管为例，其制备工艺包括以下步骤：

步骤1)：棒材切断，将棒材切断成指定长度的圆柱坏；

步骤2)：加热穿孔，在圆柱坏需要穿孔的端面上定心，将圆柱坏加热至1180℃，并在穿孔机上穿孔，得到管坯；

步骤3)：挤压，将管坯置于液压机的模腔内，利用液压机上的凸模对管坯挤压成型，得到挤压管；

步骤4)：退火，将挤压管置于加热炉内加热至810℃并保温6h，且以30℃/h的速度随炉冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到退火管；

步骤5)：多道次冷轧，将退火管置于轧管机，并控制退火管的进料量以及回转速度，对退火管进行多道次轧制，得到冷轧管；

步骤6)：去应力退火，将冷轧管置于加热炉内加热至750℃，保温90min，随炉冷却至常温，得到热处理管；

步骤7)：酸洗润滑，对热处理管坏进行酸洗、磷化以及皂化处理，去除热处理管上的氧化层并使其光滑，得到待拔管；

步骤8)：多道次冷拔，通过辊式轧机对待拔管进行多道次冷拔得到冷拔管；

步骤9)：球化退火，将冷拔管置于加热炉内加热至850℃并保温6h，且以80℃/h的速度随炉冷却至720℃，保温6h，在以小于90℃/h的速度冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到球化退火管；

步骤10)：精整检查，对球化退火管进行修整以及检测，得到精修管。

本实施例得到的轴承钢管经测试得到以下数据：轴承钢管的硬度为60～66HRC，符合实际工程的需要，轴承钢管的外径尺寸精度为±0.14mm，轴承钢管内径的尺寸精度为±0.11mm，显然，成型后的轴承钢管的尺寸精度较高。

实施例3

仍以制备外径为35mm，壁厚3mm的轴承钢管为例，其制备工艺包括以下步骤：

步骤1)：棒材切断，将棒材切断成指定长度的圆柱坏；

步骤2)：加热穿孔，在圆柱坏需要穿孔的端面上定心，将圆柱坏加热至1150℃，并在穿孔机上穿孔，得到管坯；

步骤3)：挤压，将管坯置于液压机的模腔内，利用液压机上的凸模对管坯挤压成型，得到挤压管；

步骤4)：退火，将挤压管置于加热炉内加热至800℃并保温4h，且以20℃/h的速度随炉冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到退火管；

步骤5)：多道次冷轧，将退火管置于轧管机，并控制退火管的进料量以及回转速度，对退火管进行多道次轧制，得到冷轧管；

步骤6)：去应力退火，将冷轧管置于加热炉内加热至725℃，保温75min，随炉冷却至常温，得到热处理管；

步骤7)：酸洗润滑，对热处理管坏进行酸洗、磷化以及皂化处理，去除热处理管上的氧化层并使其光滑，得到待拔管；

步骤8)：多道次冷拔，通过辊式轧机对待拔管进行多道次冷拔得到冷拔管；

步骤9)：球化退火，将冷拔管置于加热炉内加热至825℃并保温4h，且以65℃/h的速度随炉冷却至720℃，保温4h，在以小于90℃/h的速度冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到球化退火管；

步骤10)：精整检查，对球化退火管进行修整以及检测，得到精修管。

本实施例得到的轴承钢管经测试得到以下数据：轴承钢管的硬度为62～64HRC，符合实际工程的需要，轴承钢管的外径尺寸精度为±0.14mm，轴承钢管内径的尺寸精度为±0.1mm，显然，成型后的轴承钢管的尺寸精度较高。

综上所述，经过本发明的制备工艺制得的轴承钢管硬度较好，尺寸精度均较高。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种轴承钢管的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）：棒材切断，将所述棒材切断成指定长度的圆柱坏；

步骤2）：加热穿孔，在所述圆柱坏需要穿孔的端面上定心，将所述圆柱坏加热至1100-1180℃，并在穿孔机上穿孔，得到管坯；

步骤3）：挤压，将所述管坯置于所述液压机的模腔内，利用液压机上的凸模对所述管坯挤压成型，得到挤压管；

步骤4）：退火，将所述挤压管置于加热炉内加热至790-810℃并保温2-6h，且以10-30℃/h的速度随炉冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到退火管；

步骤5）：多道次冷轧，将所述退火管置于轧管机，并控制所述退火管的进料量以及回转速度，对所述退火管进行多道次轧制，得到冷轧管；

步骤6）：去应力退火，将所述冷轧管置于所述加热炉内加热至700-750℃，保温60min-90min，随炉冷却至常温，得到热处理管；

步骤7）：酸洗润滑，对所述热处理管进行酸洗、磷化以及皂化处理，去除所述热处理管上的氧化层并使其光滑，得到待拔管；

步骤8）：多道次冷拔，通过辊式轧机对所述待拔管进行多道次冷拔得到冷拔管；

步骤9）：球化退火，将所述冷拔管置于所述加热炉内加热至800-850℃并保温3-6h，且以50-80℃/h的速度随炉冷却至720℃，保温3-6h，在以小于90℃/h的速度冷却至650℃，出炉空冷至常温，得到球化退火管；

步骤10）：精整检查，对所述球化退火管进行修整以及检测，得到精修管。

2.根据权利要求1所述的轴承钢管的制备工艺，其特征在于，步骤10）具体包括：

步骤10.1）矫直，将球化退火管置于矫直机上进行矫直处理，严格控制球化退火管的内径以及外径尺寸，得到矫直管；

步骤10.2）探伤，将所述矫直管置于探伤机内，对所述矫直管进行无损伤检测；

步骤10.3）标记以及入库，将经过探伤后的矫直管置于打标机上打标，并送入储存库内。

3.根据权利要求1所述的轴承钢管的制备工艺，其特征在于，步10.2）中所述探伤机为漏磁探伤检测机。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承钢管的制备工艺，其特征在于，步骤5）中所述的退火管的进料量为1-12mm/次，所述退火管的回转速度为42-57°/次。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承钢管的制备工艺，其特征在于，步8）中所述的辊式轧机为三辊或者两辊式轧机。