CN112522480A - 一种轴承淬火新型热处理工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴承淬火新型热处理工艺方法，包括以下步骤：对轴承基体进行整体调质处理，以使轴承基体硬度调为HRC25‑30；按预留磨削余量0.2毫米的标准精车调质后的轴承基体的圆弧轨道外形，得到预处理轴承圆弧轨道；对所述预处理轴承圆弧轨道表面进行激光淬火处理，以使激光淬火处理之后的轴承圆弧轨道表面硬度为HRC55‑59；对激光淬火处理之后的轴承圆弧轨道外形进行精磨，得到目标尺寸的轴承圆弧轨道。本发明能够使加工之后的轴承表面变形小，有效硬化层内组织细小均匀，后续精加工磨削余量小，加工效率高，在有效硬化层内，硬度梯度曲线缓慢下降，不会陡降损失硬度，抗压性和耐磨性得到提升。

Description

一种轴承淬火新型热处理工艺方法
技术领域
本发明涉及轴承热处理技术领域，具体涉及一种轴承淬火新型热处理工艺方法。
背景技术
RV减速机的主要组成结构零件里有两个角接触球轴承，位于行星架和针壳中间，起支撑和连接作用。目前行业里有两种结构的角接触球轴承，一种是带内圈的，另一种是不带内圈的，两者的区别是有无内圈，如无内圈，则需要把内圈结构移植到相应的外圆轴上去，即在外圆轴相应位置增加一个圆弧轨道，去弥补上轴承内圈的结构和尺寸，这优化了轴承的整体结构，消除了加工误差和装配误差，提高了RV减速机构的精度，降低了运行噪声和发热程度，因此无内圈的轴承目前更为常用。
无内圈的轴承在进行常规普通的高频热处理时会出一些不足，如表面变形大，或鼓起或凹坑，需要用较厚的加工余量以弥补，会造成后续加工效率低，有效硬化层损失多；硬度陡降，硬化层损失严重，影响抗压性、耐磨性，综合效果不佳。因此，需要发明一种可用于RV减速机角接触球轴承的钢球接触球面硬化的新型热处理工艺方法。
发明内容
本发明针对上述存在的问题，提供一种轴承淬火新型热处理工艺方法，能够使加工之后的轴承表面变形小，有效硬化层内组织细小均匀，后续精加工磨削余量小，加工效率高，在有效硬化层内，硬度梯度曲线缓慢下降，不会陡降损失硬度，抗压性和耐磨性得到提升。
本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：
一种轴承淬火新型热处理工艺方法，包括以下步骤：
对轴承基体进行整体调质处理，以使轴承基体硬度调为HRC25-30；
按预留磨削余量0.2毫米的标准精车调质后的轴承基体的圆弧轨道外形，得到预处理轴承圆弧轨道；
对所述预处理轴承圆弧轨道表面进行激光淬火处理，以使激光淬火处理之后的轴承圆弧轨道表面硬度为HRC55-59；
对激光淬火处理之后的轴承圆弧轨道外形进行精磨，得到目标尺寸的轴承圆弧轨道。
优选地，对轴承基体进行整体调质处理，以使轴承基体硬度调为HRC25-30之前，该方法还包括以下步骤：
按预留余量2毫米的标准锻造轴承基体毛坯；
按预留磨削余量1毫米的标准粗车轴承基体毛坯的圆弧形轨道外形，得到轴承基体。
优选地，所述轴承基体毛坯的锻造材料为40Cr，其化学成分和力学性能符合GB/T3077-1999。
优选地，调质后的轴承基体的金相组织为回火索氏体≤3级。
优选地，激光淬火处理中的激光功率为2KW-3KW，激光扫描速度为510毫米/分钟，激光束摆动宽度为10毫米×10毫米，激光束射入角度为≤15度，激光光斑功率密度为2000-2500瓦/平方厘米。
优选地，激光淬火处理后的轴承圆弧轨道表面金相组织为马氏体1-3级。
优选地，激光淬火处理后的轴承圆弧轨道的有效硬化层深0.8-1.5毫米。
优选地，精磨后的轴承圆弧轨道表面光洁度为0.4，轮廓度为0.003。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明能够使加工之后的轴承表面变形小，不易产生裂纹、伤痕、蚀坑，手感触摸有微凸感觉，有效硬化层内组织细小、均匀、弥散，后续精加工磨削余量小，加工效率高，在有效硬化层内，硬度梯度曲线缓慢下降，不会陡降损失硬度，抗压性和耐磨性得到提升，无需油、水冷却，不产生环境污染，不产生噪声。
附图说明
图1为本发明一种轴承淬火新型热处理工艺方法的结构示意图；
图2为激光淬火硬化处理的零件示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细描述。
参见图1，一种轴承淬火新型热处理工艺方法，包括以下步骤：
S101、按预留余量2毫米的标准锻造轴承基体毛坯。
本发明实施例中，由于轴承内圈要起到耐磨、抗压的作用，则对相应的轴承的制作材料要有一定的要求，上述轴承基体毛坯的锻造材料为合金钢40Cr，其化学成分和力学性能符合GB/T3077-1999。
S102、按预留磨削余量1毫米的标准粗车轴承基体毛坯的圆弧形轨道外形，得到轴承基体。
S103、对轴承基体进行整体调质处理，以使轴承基体硬度调为HRC25-30。
本发明实施例中，调质后的轴承基体的金相组织为回火索氏体≤3级，检验标准为GB/T 13320。对轴承基体进行整体调质处理可以作为预备热处理，保证了零件整体机械性能。
S104、按预留磨削余量0.2毫米的标准精车调质后的轴承基体的圆弧轨道外形，得到预处理轴承圆弧轨道。
S105、对预处理轴承圆弧轨道表面进行激光淬火处理，以使激光淬火处理之后的轴承圆弧轨道表面硬度为HRC55-59。
本发明实施例中，上述激光淬火处理的基本原理为：利用激光辐照使铁碳合金材料表层迅速升温并奥氏体化，而基体仍保持冷却状态，光束移去后，奥氏体区靠基体的快速冷却实现淬火，获得马氏体，达到表面硬化的目的，如再有需要，可进一步提高能量密度和调节光斑的移动速度，可使金属表面融化实现融化凝固，获得极细的硬化层组织，细针状马氏体组织，显著提高耐磨性。
本发明实施例中，轴承圆弧轨道在激光淬火处理后，轴承圆弧轨道表面材料的硬化区中形成具有和常规淬火处理相似的组织结构和组织金相，但组织更加细小、弥散；激光淬火处理后的轴承圆弧轨道表面金相组织为马氏体1-3级，激光淬火处理后的轴承圆弧轨道的有效硬化层深0.8-1.5毫米。
本发明实施例中，激光淬火处理对材料进行硬化的概念具体为：在激光零件的横截面上，从表面垂直测至月牙形热影响区顶端的距离A为激光表面淬火的总硬化层深度，从表面垂直测至月牙形底部方向的热影响区1/2处的距离B为激光表面淬火层的有效硬化层深度。月牙形热影响区的最宽处为总硬化层宽度M，热影响区两端1/2处之间的距离为有效硬化层宽度。如图2所示为激光淬火硬化处理的零件示意图，图2中A为总硬化层深度，B为有效硬化层深度，M为总硬化层宽度，N为有效硬化层宽度。
S106、对激光淬火处理之后的轴承圆弧轨道外形进行精磨，得到目标尺寸的轴承圆弧轨道。
本发明实施例中，精磨后的轴承圆弧轨道表面光洁度为0.4，轮廓度为0.003。
举例说明，对本发明实施例的技术方案在应用之后得到的轴承圆弧轨道硬度进行检测，硬度梯度检测结果如表1所示。
Figure BDA0002730815830000041
由此可以看出，硬度梯度曲线缓慢下降，不会陡降损失硬度，抗压性和耐磨性得到提升。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明能够使加工之后的轴承表面变形小，不易产生裂纹、伤痕、蚀坑，手感触摸有微凸感觉，有效硬化层内组织细小、均匀、弥散，后续精加工磨削余量小，加工效率高，在有效硬化层内，硬度梯度曲线缓慢下降，不会陡降损失硬度，抗压性和耐磨性得到提升，无需油、水冷却，不产生环境污染，不产生噪声。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求所涵盖范围之内。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明之权利范围。

Claims (8)

1.一种轴承淬火新型热处理工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
对轴承基体进行整体调质处理，以使轴承基体硬度调为HRC25-30；
按预留磨削余量0.2毫米的标准精车调质后的轴承基体的圆弧轨道外形，得到预处理轴承圆弧轨道；
对所述预处理轴承圆弧轨道表面进行激光淬火处理，以使激光淬火处理之后的轴承圆弧轨道表面硬度为HRC55-59；
对激光淬火处理之后的轴承圆弧轨道外形进行精磨，得到目标尺寸的轴承圆弧轨道。
2.根据权利要求1所述的一种轴承淬火新型热处理工艺方法，其特征在于，对轴承基体进行整体调质处理，以使轴承基体硬度调为HRC25-30之前，还包括以下步骤：
按预留余量2毫米的标准锻造轴承基体毛坯；
按预留磨削余量1毫米的标准粗车轴承基体毛坯的圆弧形轨道外形，得到轴承基体。
3.根据权利要求2所述的一种轴承淬火新型热处理工艺方法，其特征在于，所述轴承基体毛坯的锻造材料为40Cr，其化学成分和力学性能符合GB/T3077-1999。
4.根据权利要求1所述的一种轴承淬火新型热处理工艺方法，其特征在于，调质后的轴承基体的金相组织为回火索氏体≤3级。
5.根据权利要求1所述的一种轴承淬火新型热处理工艺方法，其特征在于，激光淬火处理中的激光功率为2KW-3KW，激光扫描速度为510毫米/分钟，激光束摆动宽度为10毫米×10毫米，激光束射入角度为≤15度，激光光斑功率密度为2000-2500瓦/平方厘米。
6.根据权利要求5所述的一种轴承淬火新型热处理工艺方法，其特征在于，激光淬火处理后的轴承圆弧轨道表面金相组织为马氏体1-3级。
7.根据权利要求6所述的一种轴承淬火新型热处理工艺方法，其特征在于，激光淬火处理后的轴承圆弧轨道的有效硬化层深0.8-1.5毫米。
8.根据权利要求1所述的一种轴承淬火新型热处理工艺方法，其特征在于，精磨后的轴承圆弧轨道表面光洁度为0.4，轮廓度为0.003。
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