CN109079441B - 高质量轴承用钢球的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轴承零部件生产技术领域，尤其是一种高质量的轴承用钢球生产工艺。本发明公开了一种高质量轴承用钢球的生产工艺，包括成型、热处理、硬磨、球体强化、粗研、精研过程。该工艺可以有效提高钢球的球体质量，同时减小球内硬度差和球间硬度差。

Description

高质量轴承用钢球的生产工艺
技术领域
本发明涉及轴承零部件生产技术领域，尤其是一种高质量的轴承用钢球生产工艺。
背景技术
随着滚动轴承的轻量化、高速化和高质量要求，对球轴承用钢球的质量要求也越来越高。对于大多数轴承钢球来说，不仅要求有好的几何精度，也要求寿命越来越长，能够保证轴承长时间的运转。
为了满足上述要求，需要一种新型的钢球生产工艺来达到目标要求。在以往的钢球生产过程中，钢球经过以下工序完成：冷墩-去边-光球-酸洗-软磨-热处理-强化-酸洗-硬磨-初研-精研。在以往的生产过程中，容易在环带位置形成流线的切断，使得该位置应力较大，容易在钢球表面产生裂纹，产生较大的球内硬度差和球间硬度差，影响钢球的使用寿命，降低轴承的使用效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高质量轴承用钢球的生产工艺，有效提高钢球的球体质量，同时减小球内硬度差和球间硬度差。
本发明提供一种高质量轴承用钢球的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，成型，通过模具将轴承钢冲压成钢球冷镦毛坯球，所述模具中心形成有模具窝，所述模具窝直径=最小球坯直径+（0.010~0.025mm），所述模具分体设置形成第一定型块和第二定型块，所述第一定型块和第二定型块上均设置有断口，所述第一定型块和第二定型块之间形成有极孔，所述极孔与断口之间通过平滑曲线连接，所述极孔与曲线组合形成锥形口，所述锥形口锥度为98~102°设置；
步骤二，热处理，将毛坯球投入到可控气氛炉采用可控保护气氛进行加热淬火，淬火加热温度为820~860℃，碳势0.5~0.9，淬火加热时间30~130min，淬火介质为等温分级淬火油，淬火介质温度为50~170℃，持续时间为20~140min，出油后空冷至室温，回火采用150~190℃回火，回火时间100~200min；
步骤三，硬磨，将经过热处理的钢球采用研磨机和陶瓷砂轮进行加工；
步骤四，球体强化，将硬磨后的钢球置于光饰机中进行强化，所述光饰机内壁设置有聚胺脂层，所述钢球与聚胺脂层碰撞形成对钢球的强化，所述强化时间为2~4h，光饰机转速100~250r/min，每桶装载钢球重量为100~300kg；
步骤五，初研，将经过强化后的钢球采用研磨机和陶瓷砂轮进行研磨加工；
步骤六，精研，将经过初研后的钢球采用研磨机和陶瓷砂轮进行研磨加工。
本发明进一步设置为所述步骤四中聚胺脂层呈波浪形设置。
本发明进一步设置为所述步骤四中还包括，对光饰机的冷却，对钢球强化20~30分钟时，向光饰机桶中加入水进行冷却，冷却至室温后，将水放出继续对钢球进行强化。
这样设置的有益效果是：采用上述方案，设置新的模具对钢球进行成型，相较以往模具，扩大两极孔尺寸，扩大模窝直径，减小锥角，即锥形口锥度为98~102°，同时将模具窝的过度圆弧增大，这样改进模具，生产的球坯可以更快的完成球坯的成型，在钢球的寿命试验中，钢球剥落有81.3%的失效出现在流线切断位置，证明了流线的切断是影响钢球寿命的重要因素，采用这种成型工艺，使环带不产生流线切断，有利于提高钢球寿命，同时使得球坯没有环带，保证了流线分布更加合理，同时由于减小了锥形口锥度，使得减小了变形力，又能提高成型模具的使用寿命。采用这种热处理方式，可以保证钢球硬度的同时，保证残余奥氏体在13%以上，可以使钢球形成一定含量的奥氏体，奥氏体的形成，不但能够减少常规马氏体淬火过程中马氏体相互撞击形成的显微裂纹，也可以缓解显微裂纹的扩展，可以提高钢球的寿命，能有效避免普通马氏体淬火的显微裂纹倾向。传统的强化滚筒机，是使钢球和挡板，钢球与钢球撞击进行强化，钢球的撞击频率较低，撞击力较大，造成钢球球内和球间差异大，而将钢球置入光饰机中，能够使钢球与光饰机内壁碰撞，即聚胺脂层和钢球之间进行高频撞击，从而使钢球强化更加均匀。下面结合附图以及实施例进行进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例中模具的结构示意图；
图2为本发明实施例与传统工艺对比球胚的硬度数值对比图；
图3为本发明实施例与传统工艺对比球胚的压碎载荷数值对比图；
图4为本发明实施例与传统工艺对比球胚的球内硬度差数值对比图；
图5为本发明实施例与传统工艺对比球胚的球间硬度差数值对比图。
具体实施方式
本发明公开了一种高质量轴承用钢球的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，成型，通过模具将轴承钢冲压成钢球冷镦毛坯球，所述模具中心形成有模具窝11，所述模具窝11直径=最小球坯直径+（0.010~0.025mm），所述模具分体设置形成第一定型块和第二定型块，所述第一定型块和第二定型块上均设置有断口13，所述第一定型块和第二定型块之间形成有极孔12，所述极孔12与断口13之间通过平滑曲线连接，所述极孔12与曲线组合形成锥形口，所述锥形口锥度为98~102°设置；
步骤二，热处理，将毛坯球投入到可控气氛炉采用可控保护气氛进行加热淬火，淬火加热温度为820~860℃，碳势0.5~0.9，淬火加热时间30~130min，淬火介质为等温分级淬火油，淬火介质温度为50~170℃，持续时间为20~140min，出油后空冷至室温，回火采用150~190℃回火，回火时间100~200min；
步骤三，硬磨，将经过热处理的钢球采用研磨机和陶瓷砂轮进行加工；
步骤四，球体强化，将硬磨后的钢球置于光饰机中进行强化，所述光饰机内壁设置有聚胺脂层，所述聚胺脂层呈波浪形设置，所述钢球与聚胺脂层碰撞形成对钢球的强化，所述强化时间为2~4h，光饰机转速100~250r/min，每桶装载钢球重量为100~300kg，对钢球强化20~30分钟时，向光饰机桶中加入水进行冷却，冷却至室温后，将水放出继续对钢球进行强化。；
步骤五，初研，将经过强化后的钢球采用研磨机和陶瓷砂轮进行研磨加工；
步骤六，精研，将经过初研后的钢球采用研磨机和陶瓷砂轮进行研磨加工。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的等同变化，比如采用类似工艺、类似结构的等效产品仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种高质量轴承用钢球的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，成型，通过模具将轴承钢冲压成钢球冷镦毛坯球，所述模具中心形成有模具窝，所述模具窝直径=最小球坯直径+（0.010~0.025mm），所述模具分体设置形成第一定型块和第二定型块，所述第一定型块和第二定型块上均设置有断口，所述第一定型块和第二定型块之间形成有极孔，所述极孔与断口之间通过平滑曲线连接，所述极孔与曲线组合形成锥形口，所述锥形口锥度为98~102°设置；
步骤二，热处理，将毛坯球投入到可控气氛炉采用可控保护气氛进行加热淬火，淬火加热温度为820~860℃，碳势0.5~0.9，淬火加热时间30~130min，淬火介质为等温分级淬火油，淬火介质温度为50~170℃，持续时间为20~140min，出油后空冷至室温，回火采用150~190℃回火，回火时间100~200min；
步骤三，硬磨，将经过热处理的钢球采用研磨机和陶瓷砂轮进行加工；
步骤四，球体强化，将硬磨后的钢球置于光饰机中进行强化，所述光饰机内壁设置有聚胺脂层，所述钢球与聚胺脂层碰撞形成对钢球的强化，所述强化时间为2~4h，光饰机转速100~250r/min，每桶装载钢球重量为100~300kg；
步骤五，初研，将经过强化后的钢球采用研磨机和陶瓷砂轮进行研磨加工；
步骤六，精研，将经过初研后的钢球采用研磨机和陶瓷砂轮进行研磨加工。
2.根据权利要求1所述的高质量轴承用钢球的生产工艺，其特征在于：所述步骤四中聚胺脂层呈波浪形设置。
3.根据权利要求1或2所述的高质量轴承用钢球的生产工艺，其特征在于：所述步骤四中还包括，对光饰机的冷却，对钢球强化20~30分钟时，向光饰机桶中加入水进行冷却，冷却至室温后，将水放出继续对钢球进行强化。
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