CN112501544A - 轴承零件加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轴承零件加工工艺，涉及机械加工技术；该工艺包括以下步骤：碳氮共渗处理、去应力回火、串夹整形回火以及抛串光饰处理等过程。本发明仅采用一次碳氮共渗热处理，提高了生产效率；而且在热处理过程中采用比较高的温度来提高渗层速率，采用较低温度减少淬火过程带来的变形量，减少了零件二次碳氮共渗带来的零件表面氧化异常、减少了零件由于应力较大造成的开裂风险，减少了热处理后零件表面残余奥氏体、芯部铁素体的含量，对零件的机械性能有显著提升，因此抛窜时间能大大缩减，进一步提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其是涉及一种轴承零件加工工艺。
背景技术
现有的推力轴承垫圈在抛窜之前需要进行两次碳氮共渗处理，以保证热处理效果。但是，两次碳氮共渗处理的加工时间较长，生产效率低，且容易造成产品表面氧化异常，产生较多的氧化层，也易出现开裂风险，导致产品外观质量较差；而为了去除氧化层，后续的抛窜工序所需时间一般在16小时以上，也进一步降低了生产效率；另外，碳氮共渗过程由于每次都需要人工手动排料，更进一步的导致了热处理加工工段生产效率低下。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种轴承零件加工工艺，具体技术方案如下：
一种轴承零件加工工艺，包括以下步骤：
碳氮共渗处理，将零件放入热处理设备，在第一温度下进行碳氮共渗后，在第二温度下进行碳氮共渗；其中，所述第一温度高于所述第二温度；
去应力回火，将零件在第三温度下进行回火处理，所述第三温度低于所述第二温度；
串夹整形回火，通过串夹在压紧机上压紧零件，并在第四温度下进行回火处理；
抛串光饰处理。
进一步的，所述第一温度为850℃-870℃，所述第二温度为830-850℃。
进一步的，所述碳氮共渗处理的碳势参数为1.05％-1.15％。
进一步的，所述碳氮共渗处理还包括保温处理，所述保温处理时间为70min-80min。
进一步的，所述热处理设备包括零件传送装置，在垂直于所述零件传送装置的传送方向上，多个零件沿上下方向叠放在所述零件传送装置上，且上下相邻的两个零件的部分搭叠在一起。
进一步的，所述第四温度为240℃-260℃。
进一步的，在所述第四温度下进行回火处理的时间为3.5h。
进一步的，所述抛串光饰处理包括：
通过抛窜设备的旋转桶对第一打磨件和零件进行旋转搅拌处理，所述旋转桶以第一转速转动第一时间；
通过所述旋转桶对第二打磨件和零件进行旋转搅拌处理，所述旋转桶以第二转速转动第二时间
其中，所述第一转速小于所述第二转速，所述第一时间大于所述第二时间。
进一步的，所述第一时间为5.5h-6.5h，所述第二时间为3.5h-4.5h。
进一步的，所述第一打磨件为陶瓷斜三角件；所述第二打磨件为高频瓷。
根据本发明提供的轴承零件加工工艺，仅采用一次碳氮共渗热处理，提高生产效率；而且在热处理过程中采用比较高的温度来提高渗层速率，采用较低温度减少淬火过程带来的变形量，减少了零件二次碳氮共渗带来的零件表面氧化异常、减少了零件由于应力较大造成的开裂风险，减少了热处理后零件表面残余奥氏体、芯部铁素体的含量，对零件的机械性能有显著提升，因此抛窜时间能大大缩减，进一步提高生产效率。
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或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的轴承零件加工工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合附图1所示，本实施例提供了一种轴承零件加工工艺，在该加工工艺前，需要测量来料后零件的内外径尺寸并做好相关记录，此过程使用工具为150mm量程卡尺，测量方法为分别测量零件内外径；并且测量前需要确定卡尺是否在鉴定有效期内，用标准件确认卡尺测量是否准确。
本实施例的轴承零件加工工艺包括以下步骤：碳氮共渗→低温去应力回火→串夹整形回火→抛串光饰处理；而现有的加工方式为碳氮共渗→低温去应力回火→二次碳氮共渗→串夹整形回火→抛串，可知，本实施例的轴承零件加工工艺改进之一在于取消了一次碳氮共渗，因此，需要对仅有一次的碳氮共渗处理过程进行相应的改进，以保证热处理效果。
本实施例的碳氮共渗处理为：将待处理的零件放入热处理设备，热处理设备具有第一热处理区和第二热处理区，在第一热处理区以第一温度进行碳氮共渗后，在第二热处理区以第二温度进行碳氮共渗。
其中，本实施例的第一温度高于第二温度，该温度设置方式的目的为第一热处理区采用比较高的温度来提高渗层速率，第二热处理区采用较低温度减少淬火过程带来的变形量。
具体的，本实施例的碳氮共渗处理过程在烧结炉中进行，该烧结炉优选为网带炉(由于其为现有结构，因此图中未示出其结构)，网带炉由炉体、零件传送装置及温控系统等部分组成。炉体包括进料段、预烧段、烧结段、冷却段及出料段组成。加热元件采用FEC陶瓷加热板或陶瓷发热棒。温控系统由热电偶、PID调节器和可控硅等组成，形成闭环控制系统，可实现自动精确控温。
作为本实施例的一个优选实施方式，在垂直于零件传送装置的传送方向上(图示中的箭头方向)，多个零件沿上下方向叠放在零件传送装置上，且上下相邻的两个零件的部分搭叠在一起。通过此种放置方式避免上下相邻两个零件完全重叠，以提高热处理效率。
本实施例的网带炉具有上述第一热处理区和第二热处理区，亦可以称之为前区和后区，或者说是上述的预烧段和烧结段，通过对两个热处理区的热处理温度进行设计优化，来解决背景技术中的问题，并且能够满足热处理效果。
作为本发明的一个优选实施方式，本实施例的第一加热区的第一温度设计为850℃-870℃，本实施例的第二加热区的第二温度为830-850℃，第一温度始终大于第二温度。
发明人通过大量的实验发现，上述温度参数的设计既能够达到原本两次碳氮共渗热处理的效果，而且能够消除零件二次碳氮共渗带来的零件表面氧化异常，并减少了零件由于应力较大造成的开裂风险，也减少了热处理后零件表面残余奥氏体、芯部铁素体的含量，对零件的机械性能有显著提升。
作为本发明的一个优选实施方式，本实施例的碳氮共渗处理的碳势参数为1.05％-1.15％，更优选的为1.10％，能够达到较佳的碳氮处理效果。
作为本发明的一个优选实施方式，碳氮共渗处理还包括保温处理，保温处理时间为70min-80min(分钟)，优选为75分钟，保温温度可以根据需求设定，例如200℃等。
在上述的碳氮共渗处理过程完成后，需要进行热处理碳氮共渗淬火后零件检验，检验方式是用显微维氏硬度计测量经500#金相砂纸打磨的零件表面，记录零件的表面硬度，并且用显微维氏硬度计测量零件的渗层深度，按标准采用550Hv硬度值作为临界点，测量表面到550Hv硬度值处的垂直距离。
在完成上述检验后，需要进行低温去应力回火，将零件在第三温度下进行回火处理，第三温度低于第二温度，本实施例未对该低温去应力回火进行改进，因此低温去应力回火的温度和时间可以根据现有的处理方式设定，或者根据经验确定。
在完成低温去应力回火后，需要进行串夹整形回火，零件使用专用工装，例如M20螺钉串夹，串夹在压紧机上将零件压紧，放入网带炉的回火段内，回火温度为第四温度，第四温度优选为240℃-260℃，回火保温时间3.5小时，回火保温后通过空气进行冷却。
串夹整形回火后需要进行稳定化回火后零件检验，检验方式也是用显微维氏硬度计测量经500#金相砂纸打磨的零件表面，记录零件的表面硬度，并且用显微维氏硬度计测量零件的渗层深度，按标准采用550Hv硬度值作为临界点，测量表面到550Hv硬度值处的垂直距离。另外，需要测量热处理后零件的内外径尺寸。
在上述检验过程完成后，需要进行抛串光饰处理，抛串光饰处理在振动式水涡流光饰机内进行，振动式水涡流光饰机包括机体和旋转桶，旋转桶中部设有与其侧壁大致等高的中轴，机体上设有控制面板等，操作人员或者是通过机械设备直接将零件倒入到旋转桶内。
本实施例的抛串光饰处理过程包括：将第一打磨件和零件投入抛窜设备内；抛窜设备的旋转桶以第一转速转动第一时间；将第二打磨件投入抛窜设备内；抛窜设备的旋转桶以第二转速转动第二时间；其中，所述第一转速小于所述第二转速，所述第一时间大于所述第二时间。
由于本实施例优化了碳氮共渗热处理工艺，提高了推力轴承热处理加工效率，推力轴承碳氮共渗缩短为1次，提升了热后零件的表面质量，可以有效缩短了抛串时间，将原本的16小时抛窜时间缩短为10小时左右，因此本实施例的第一时间可以为5.5h-6.5h，第二时间可以为3.5h-4.5h。
作为本实施例的一个优选实施方式，本实施例的第一时间为6小时，第二时间为4小时，在保证效率的同时能够达到最优的抛窜效果。
本实施例的第一转速和第二转速可以根据经验确定，例如第一转速为200-300rpm，第二转速为300-400rpm，即以第一转速在第一时间内进行粗抛，以第二转速在第二时间内进行精抛。
进一步的，本实施例的第一打磨件为陶瓷斜三角件，本实施例的第二打磨件为高频瓷，陶瓷斜三角件和高频瓷均为现有的抛窜打磨件，因此本实施例不对两者进行详细描述。在本实施例的粗抛过程中陶瓷斜三角件与零件共同搅拌旋转，以进行打磨，粗抛结束后，取出零件和陶瓷三角件，再将高频瓷和零件放入到抛窜设备内进行精抛。
综上所述，根据本实施例提供的轴承零件加工工艺，仅采用一次碳氮共渗热处理，提高生产效率；而且在热处理过程中采用比较高的温度来提高渗层速率，采用较低温度减少淬火过程带来的变形量，减少了零件二次碳氮共渗带来的零件表面氧化异常、减少了零件由于应力较大造成的开裂风险，减少了热处理后零件表面残余奥氏体、芯部铁素体的含量，对零件的机械性能有显著提升，因此抛窜时间能大大缩减，进一步提高生产效率。
最后应说明的是：以上各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。
Claims (10)
1.一种轴承零件加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
碳氮共渗处理，将零件放入热处理设备，在第一温度下进行碳氮共渗后，在第二温度下进行碳氮共渗；其中，所述第一温度高于所述第二温度；
去应力回火，将零件在第三温度下进行回火处理，所述第三温度低于所述第二温度；
串夹整形回火，通过串夹在压紧机上压紧零件，并在第四温度下进行回火处理；
抛串光饰处理。
2.根据权利要求1所述的轴承零件加工工艺，其特征在于，所述第一温度为850℃-870℃，所述第二温度为830-850℃。
3.根据权利要求1所述的轴承零件加工工艺，其特征在于，所述碳氮共渗处理的碳势参数为1.05％-1.15％。
4.根据权利要求1所述的轴承零件加工工艺，其特征在于，所述碳氮共渗处理还包括保温处理，所述保温处理时间为70min-80min。
5.根据权利要求1所述的轴承零件加工工艺，其特征在于，所述热处理设备包括零件传送装置，在垂直于所述零件传送装置的传送方向上，多个零件沿上下方向叠放在所述零件传送装置上，且上下相邻的两个零件的部分搭叠在一起。
6.根据权利要求1所述的轴承零件加工工艺，其特征在于，所述第四温度为240℃-260℃。
7.根据权利要求6所述的轴承零件加工工艺，其特征在于，在所述第四温度下进行回火处理的时间为3.5h。
8.根据权利要求1所述的轴承零件加工工艺，其特征在于，所述抛串光饰处理包括：
通过抛窜设备的旋转桶对第一打磨件和零件进行旋转搅拌处理，所述旋转桶以第一转速转动第一时间；
通过所述旋转桶对第二打磨件和零件进行旋转搅拌处理，所述旋转桶以第二转速转动第二时间；
其中，所述第一转速小于所述第二转速，所述第一时间大于所述第二时间。
9.根据权利要求8所述的轴承零件加工工艺，其特征在于，所述第一时间为5.5h-6.5h，所述第二时间为3.5h-4.5h。
10.根据权利要求8所述的轴承零件加工工艺，其特征在于，所述第一打磨件为陶瓷斜三角件；所述第二打磨件为高频瓷。
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