CN111673025B - 一种GCr15辊套的锻造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于辊套锻造技术领域，具体的说是一种GCr15辊套的锻造工艺，该工艺中使用的压环装置包括底板，所述底板顶端固定有支架，所述支架顶端固定有液压缸，所述液压缸的输出轴端固定有安装架，所述安装架底部转动安装有转轴，所述转轴表面固定有成型辊，所述安装架侧壁上固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴端与转轴固定连接，所述底板顶端固定有两个以上的板组，每个板组包括两个矩形板；本发明通过对开孔的圆环进行压制整形后得到辊套初成品，既减少了工艺步骤，节省了辊套的锻造时间，也保证了辊套的尺寸精度，同时，本发明结构简单，制造成本低，精简了辊套生产所需设备，从而降低了辊套生产所需成本。

Description

一种GCr15辊套的锻造工艺
技术领域
本发明属于辊套锻造技术领域，具体的说是一种GCr15辊套的锻造工艺。
背景技术
GCr15是一种最常用的高碳铬轴承钢，具有较高的淬透性，热处理后可获得高而均匀的硬度。耐磨性优于GCr9，接触疲劳强度高，有良好的尺寸稳定性和抗蚀性，冷变形塑性中等，切削性一般，焊接性差，对白点形成敏感，有第一类回火脆性。
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。
现有技术中也出现了一些关于辊套锻造的技术方案，如申请号为2016104546269的一项中国专利，该专利公开了一种GCr15辊套的锻造工艺，分为加热、成型以及热处理三个步骤，通过对加工工艺进行改进，以延长锻造时拔长和冲孔的长度；该专利提高在冲孔锻造时锻件的整直，提高壁厚的均匀度，避免套内产生白点，提高锻件性能，但是该专利成型步骤需要较多的操作，使得辊套的锻造较为麻烦，不仅使得锻造时间延长，也增加了锻造的成本，从而提高了辊套的生产成本。
据此，本发明提出了一种GCr15辊套的锻造工艺，通过对开孔的圆环进行压制整形后得到辊套初成品，既减少了工艺步骤，节省了辊套的锻造时间，也保证了辊套的尺寸精度。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种GCr15辊套的锻造工艺，该工艺中使用的压环装置通过对开孔的圆环进行压制整形后得到辊套初成品，既减少了工艺步骤，节省了辊套的锻造时间，也保证了辊套的尺寸精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种GCr15辊套的锻造工艺，包括以下步骤：
S1：将GCr15材料放到融化炉中进行加热，使得GCr15材料的温度达到850-1100℃，将GCr15材料通过锻造形成圆饼状结构，得到辊套半成品，圆饼状结构的外形使得辊套半成品与成品外形接近，从而使得辊套半成品的成型更加容易；
S2：将S1中的辊套半成品放入到冲孔机中进行冲孔，得到圆环，再将圆环放入到压环装置中进行整形，整形过程中成型辊和支撑辊对圆环进行整形，得到辊套初成品，成型辊在转动的过程中使得圆环转动，且成型辊与支撑辊之间形成挤压，使得圆环的壁厚逐渐减小，从而形成辊套毛坯；
S3：对S2中的辊套初成品进行热处理，先加热至800～980℃，保温4～10h后吹风冷却至300～450℃；然后进行回火处理，回火温度为600～710℃，回火保温时间8～30h；
S4：对S3中处理过的辊套初成品进行机加工，并对辊套初成品进行超声波探伤，得到成品辊套，将成品辊套放入到仓库储存；
其中，S2中使用的压环装置包括底板，所述底板顶端固定有支架，所述支架顶端固定有液压缸，所述液压缸的输出轴端固定有安装架，所述安装架底部转动安装有转轴，所述转轴表面固定有成型辊，所述安装架侧壁上固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴端与转轴固定连接，所述底板顶端固定有两个以上的板组，每个板组包括两个矩形板，同组的两个所述矩形板之间转动安装有支撑辊，两个以上的所述支撑辊呈弧形布置，所述底板顶端固定有控制器，控制器用于控制压环装置工作；使用时，现有技术中对辊套的锻造成型步骤需要较多的操作，使得辊套的锻造较为麻烦，不仅使得锻造时间延长，也增加了锻造的成本，从而提高了辊套的生产成本，本发明对这一问题进行了改进；通过设置有支撑辊，将冲孔后的圆环放在支撑辊表面，使得成型辊穿过圆环；接着液压缸的输出轴端在控制器的控制下伸长，使得安装架以及成型辊向下移动；当成型辊与圆环内壁接触后继续下移，使得圆环受到挤压，从而使得圆环的厚度减小；同时，驱动电机在控制器的控制下启动，使得转轴转动从而带动成型辊转动；成型辊转动的同时带动圆环在支撑辊上转动，圆环转动一圈后使得圆环的壁厚达到标准尺寸，得到辊套，再将辊套取下；本发明通过对开孔的圆环进行压制整形后得到辊套初成品，既减少了工艺步骤，节省了辊套的锻造时间，也保证了辊套的尺寸精度，同时，本发明结构简单，制造成本低，精简了辊套生产所需设备，从而降低了辊套生产所需成本。
优选的，所述安装架侧壁上转动安装有两个支撑板，两个所述支撑板之间转动安装有连杆，所述连杆表面沿其长度方向等距离固定有两个以上的预压盘，所述预压盘用于辊套的辅助成型；使用时，成型辊在对圆环进行整形时需要对圆环施加较大的挤压力，使得成型辊受到较大的反作用力，从而使得成型辊容易损坏，也使得圆环的整形效率受到限制；通过设置有预压盘，安装架下降的过程中带动预压盘下降，使得预压盘与圆环的内圈接触；在成型辊继续下降的过程中使得预压盘进入到圆环的内部，从而使得圆环的内圈产生多个环形的沟壑；圆环在预压盘的作用下向其轴向方向被挤压，从而使得成型辊在整形的过程中受到较小的反作用力，进而提高了成型辊的整形效率。
优选的，所述连杆端部固定有一号带轮，所述驱动电机的输出轴上固定有二号带轮，所述一号带轮和二号带轮之间活动连接有同步带；使用时，因成型辊对圆环进行挤压整形的同时带动圆环转动，因圆环较重，使得圆环的转动较为困难，从而影响到圆环的整形效率；通过设置有同步带，在驱动电机工作时带动同步带转动，从而使得预压盘同步产生转动；转动的预压盘带动圆环转动，减轻了成型辊的工作压力，从而保证了圆环的稳步转动，进而保证了成型辊的整形效率。
优选的，所述预压盘的圆弧面为锥形结构，所述预压盘以连杆中点分为两部分，所述预压盘靠近连杆中点方向的直径值大于其远离连杆中点的直径值；使用时，预压盘的工作面为锥形结构使得预压盘在与圆环接触时将圆环内圈的材料向圆环的两端挤压，从而使得圆环的轴向长度被拉长；通过预压盘的预处理使得圆环的长度被拉长，进一步的减轻了成型辊的工作压力。
优选的，所述预压盘沿其周向等距离设有两个以上的防滑槽，所述防滑槽呈矩形结构；使用时，通过在预压盘工作面上设置有防滑槽，使得预压盘在与圆环接触时与圆环之间产生咬合，从而使得预压盘转动的过程中不会与圆环产生打滑，进而保证了圆环的转动平稳，使得成型辊的整形平稳有效。
优选的，所述成型辊呈工字型结构，所述成型辊位于相邻支撑辊的正上方；使用时，因成型辊对圆环整形的过程中使得圆环的轴向长度得到提升，圆环的边缘若没有阻挡将会形成波浪边，影响到辊套的成型形状；将成型辊设置成工字型结构使得成型辊在整形的过程中对圆环的边缘进行阻挡和限位，使得圆环的边缘整齐且形状一致，从而保证了辊套的整形效果。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的一种GCr15辊套的锻造工艺，该工艺中使用的压环装置通过对开孔的圆环进行压制整形后得到辊套初成品，既减少了工艺步骤，节省了辊套的锻造时间，也保证了辊套的尺寸精度，同时，本发明结构简单，制造成本低，精简了辊套生产所需设备，从而降低了辊套生产所需成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明中使用的压环装置的三维图；
图3是图2中A处局部放大图；
图4是本发明中使用的压环装置的工作状态示意图；
图中：底板1、支架2、液压缸3、安装架4、成型辊5、驱动电机6、支撑辊7、支撑板8、连杆9、预压盘10、同步带11、防滑槽12。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种GCr15辊套的锻造工艺，包括以下步骤：
S1：将GCr15材料放到融化炉中进行加热，使得GCr15材料的温度达到850-1100℃，将GCr15材料通过锻造形成圆饼状结构，得到辊套半成品，圆饼状结构的外形使得辊套半成品与成品外形接近，从而使得辊套半成品的成型更加容易；
S2：将S1中的辊套半成品放入到冲孔机中进行冲孔，得到圆环，再将圆环放入到压环装置中进行整形，整形过程中成型辊5和支撑辊7对圆环进行整形，得到辊套初成品，成型辊5在转动的过程中使得圆环转动，且成型辊5与支撑辊7之间形成挤压，使得圆环的壁厚逐渐减小，从而形成辊套毛坯；
S3：对S2中的辊套初成品进行热处理，先加热至800～980℃，保温4～10h后吹风冷却至300～450℃；然后进行回火处理，回火温度为600～710℃，回火保温时间8～30h；
S4：对S3中处理过的辊套初成品进行机加工，并对辊套初成品进行超声波探伤，得到成品辊套，将成品辊套放入到仓库储存；
其中，S2中使用的压环装置包括底板1，所述底板1顶端固定有支架2，所述支架2顶端固定有液压缸3，所述液压缸3的输出轴端固定有安装架4，所述安装架4底部转动安装有转轴，所述转轴表面固定有成型辊5，所述安装架4侧壁上固定有驱动电机6，所述驱动电机6的输出轴端与转轴固定连接，所述底板1顶端固定有两个以上的板组，每个板组包括两个矩形板，同组的两个所述矩形板之间转动安装有支撑辊7，两个以上的所述支撑辊7呈弧形布置，所述底板1顶端固定有控制器，控制器用于控制压环装置工作；使用时，现有技术中对辊套的锻造成型步骤需要较多的操作，使得辊套的锻造较为麻烦，不仅使得锻造时间延长，也增加了锻造的成本，从而提高了辊套的生产成本，本发明对这一问题进行了改进；通过设置有支撑辊7，将冲孔后的圆环放在支撑辊7表面，使得成型辊5穿过圆环；接着液压缸3的输出轴端在控制器的控制下伸长，使得安装架4以及成型辊5向下移动；当成型辊5与圆环内壁接触后继续下移，使得圆环受到挤压，从而使得圆环的厚度减小；同时，驱动电机6在控制器的控制下启动，使得转轴转动从而带动成型辊5转动；成型辊5转动的同时带动圆环在支撑辊7上转动，圆环转动一圈后使得圆环的壁厚达到标准尺寸，得到辊套，再将辊套取下；本发明通过对开孔的圆环进行压制整形后得到辊套初成品，既减少了工艺步骤，节省了辊套的锻造时间，也保证了辊套的尺寸精度，同时，本发明结构简单，制造成本低，精简了辊套生产所需设备，从而降低了辊套生产所需成本。
作为本发明的一种具体实施方式，所述安装架4侧壁上转动安装有两个支撑板8，两个所述支撑板8之间转动安装有连杆9，所述连杆9表面沿其长度方向等距离固定有两个以上的预压盘10，所述预压盘10用于辊套的辅助成型；使用时，成型辊5在对圆环进行整形时需要对圆环施加较大的挤压力，使得成型辊5受到较大的反作用力，从而使得成型辊5容易损坏，也使得圆环的整形效率受到限制；通过设置有预压盘10，安装架4下降的过程中带动预压盘10下降，使得预压盘10与圆环的内圈接触；在成型辊5继续下降的过程中使得预压盘10进入到圆环的内部，从而使得圆环的内圈产生多个环形的沟壑；圆环在预压盘10的作用下向其轴向方向被挤压，从而使得成型辊5在整形的过程中受到较小的反作用力，进而提高了成型辊5的整形效率。
作为本发明的一种具体实施方式，所述连杆9端部固定有一号带轮，所述驱动电机6的输出轴上固定有二号带轮，所述一号带轮和二号带轮之间活动连接有同步带11；使用时，因成型辊5对圆环进行挤压整形的同时带动圆环转动，因圆环较重，使得圆环的转动较为困难，从而影响到圆环的整形效率；通过设置有同步带11，在驱动电机6工作时带动同步带11转动，从而使得预压盘10同步产生转动；转动的预压盘10带动圆环转动，减轻了成型辊5的工作压力，从而保证了圆环的稳步转动，进而保证了成型辊5的整形效率。
作为本发明的一种具体实施方式，所述预压盘10的圆弧面为锥形结构，所述预压盘10以连杆9中点分为两部分，所述预压盘10靠近连杆9中点方向的直径值大于其远离连杆9中点的直径值；使用时，预压盘10的工作面为锥形结构使得预压盘10在与圆环接触时将圆环内圈的材料向圆环的两端挤压，从而使得圆环的轴向长度被拉长；通过预压盘10的预处理使得圆环的长度被拉长，进一步的减轻了成型辊5的工作压力。
作为本发明的一种具体实施方式，所述预压盘10沿其周向等距离设有两个以上的防滑槽12，所述防滑槽12呈矩形结构；使用时，通过在预压盘10工作面上设置有防滑槽12，使得预压盘10在与圆环接触时与圆环之间产生咬合，从而使得预压盘10转动的过程中不会与圆环产生打滑，进而保证了圆环的转动平稳，使得成型辊5的整形平稳有效。
作为本发明的一种具体实施方式，所述成型辊5呈工字型结构，所述成型辊5位于相邻支撑辊7的正上方；使用时，因成型辊5对圆环整形的过程中使得圆环的轴向长度得到提升，圆环的边缘若没有阻挡将会形成波浪边，影响到辊套的成型形状；将成型辊5设置成工字型结构使得成型辊5在整形的过程中对圆环的边缘进行阻挡和限位，使得圆环的边缘整齐且形状一致，从而保证了辊套的整形效果。
使用时，现有技术中对辊套的锻造成型步骤需要较多的操作，使得辊套的锻造较为麻烦，不仅使得锻造时间延长，也增加了锻造的成本，从而提高了辊套的生产成本，本发明对这一问题进行了改进；通过设置有支撑辊7，将冲孔后的圆环放在支撑辊7表面，使得成型辊5穿过圆环；接着液压缸3的输出轴端在控制器的控制下伸长，使得安装架4以及成型辊5向下移动；当成型辊5与圆环内壁接触后继续下移，使得圆环受到挤压，从而使得圆环的厚度减小；同时，驱动电机6在控制器的控制下启动，使得转轴转动从而带动成型辊5转动；成型辊5转动的同时带动圆环在支撑辊7上转动，圆环转动一圈后使得圆环的壁厚达到标准尺寸，得到辊套，再将辊套取下；本发明通过对开孔的圆环进行压制整形后得到辊套初成品，既减少了工艺步骤，节省了辊套的锻造时间，也保证了辊套的尺寸精度，同时，本发明结构简单，制造成本低，精简了辊套生产所需设备，从而降低了辊套生产所需成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种GCr15辊套的锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将GCr15材料放到融化炉中进行加热，使得GCr15材料的温度达到850-1100℃，将GCr15材料通过锻造形成圆饼状结构，得到辊套半成品；
S2：将S1中的辊套半成品放入到冲孔机中进行冲孔，得到圆环，再将圆环放入到压环装置中进行整形，整形过程中成型辊(5)和支撑辊(7)对圆环进行整形，得到辊套初成品；
S3：对S2中的辊套初成品进行热处理，先加热至800～980℃，保温4～10h后吹风冷却至300～450℃；然后进行回火处理，回火温度为600～710℃，回火保温时间8～30h；
S4：对S3中处理过的辊套初成品进行机加工，并对辊套初成品进行超声波探伤，得到成品辊套，将成品辊套放入到仓库储存；
其中，S2中使用的压环装置包括底板(1)，所述底板(1)顶端固定有支架(2)，所述支架(2)顶端固定有液压缸(3)，所述液压缸(3)的输出轴端固定有安装架(4)，所述安装架(4)底部转动安装有转轴，所述转轴表面固定有成型辊(5)，所述安装架(4)侧壁上固定有驱动电机(6)，所述驱动电机(6)的输出轴端与转轴固定连接，所述底板(1)顶端固定有两个以上的板组，每个板组包括两个矩形板，同组的两个所述矩形板之间转动安装有支撑辊(7)，两个以上的所述支撑辊(7)呈弧形布置，所述底板(1)顶端固定有控制器，控制器用于控制压环装置工作；
所述安装架(4)侧壁上转动安装有两个支撑板(8)，两个所述支撑板(8)之间转动安装有连杆(9)，所述连杆(9)表面沿其长度方向等距离固定有两个以上的预压盘(10)，所述预压盘(10)用于辊套的辅助成型。
2.根据权利要求1所述的一种GCr15辊套的锻造工艺，其特征在于：所述连杆(9)端部固定有一号带轮，所述驱动电机(6)的输出轴上固定有二号带轮，所述一号带轮和二号带轮之间活动连接有同步带(11)。
3.根据权利要求2所述的一种GCr15辊套的锻造工艺，其特征在于：所述预压盘(10)的圆弧面为锥形结构，所述预压盘(10)以连杆(9)中点分为两部分，所述预压盘(10)靠近连杆(9)中点方向的直径值大于其远离连杆(9)中点的直径值。
4.根据权利要求3所述的一种GCr15辊套的锻造工艺，其特征在于：所述预压盘(10)沿其周向等距离设有两个以上的防滑槽(12)，所述防滑槽(12)呈矩形结构。
5.根据权利要求1所述的一种GCr15辊套的锻造工艺，其特征在于：所述成型辊(5)呈工字型结构，所述成型辊(5)位于相邻支撑辊(7)的正上方。
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