CN115479948A - 一种轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法，包括将轴承套圈依次进行无水乙醇脱脂和温水清洗、酸性处理、温水清洗、碱性处理、温水清洗、防锈处理以及套圈表面观察等步骤。本发明公开的轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法具有迅速、方便、实用且成本低的特点，可将轴承套圈磨削烧伤控制在萌芽中，实时有效地控制产品质量，提高生产效率，降低生产成本。本发明对检测人员没有专业知识必须扎实的要求，工件产品检测后如果是合格的可以再使用，避免检测带来浪费。

Description

一种轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其是一种轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法。
背景技术
轴承内、外套圈的加工过程，最后都需要经过磨削。磨削时单位切削面积上的功率消耗远远超过其他加工方法，所转化热量的大部分会进入套圈表面，因此容易引起磨削表面金相组织的变化。在工艺参数、冷却方式和磨料状态选择不当的情况下，套圈在磨削过程中极易出现裂纹，这就是所谓的磨削烧伤问题。磨削烧伤会降低材料的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度，烧伤严重时还会出现裂纹。轴承套圈的表面烧伤将使产品性能和寿命大幅度地下降，甚至根本不能使用，造成严重的质量问题。为此，生产企业需要加强对轴承套圈的检验，及时发现不合格品，调整加工状态。
现有判别磨削烧伤的方法有：
1、观色法：随着磨削区温度的升高，工件表面氧化膜的厚度就不同，因而会呈现出黄、草黄、褐、紫等不同的“回火色”。但表面没有烧伤色并不意味着表层没有烧伤。此判别法准确性较低。
2、显微硬度法：工件表层金相组织变化必然导致其显微硬度的变化，因此，观察其硬度变化，可判断烧伤类别及测定变质层深度。此法缺点是需要制作试件。
3、磁弹法(巴克豪森噪声法)：磁弹法即BN法(Barkhansen Noise Method)，是以1919年发现的物理学Barkhansen效应为基础开发的一种测试方法。此法存在操作程序繁杂，成本高，要求检验人员专业知识扎实等问题。
发明内容
本发明针对上述问题而提出了一种轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法。
本发明采用的技术手段如下：
一种轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法，包括以下步骤：
步骤1、将轴承套圈用无水乙醇脱脂后用温水清洗，温水温度为35℃～40℃，时间为1min～2min；
步骤2、取出温水清洗后的轴承套圈，浸入超声波清洗机中，超声清洗40s～60s；
步骤3、将超声清洗后的轴承套圈浸入酸性溶液中20s～35s，所述酸性溶液为体积浓度为3％～8％的硝酸溶液，检测过程中应测量及监控酸性溶液pH值≤1；
步骤4、取出酸性溶液处理后的轴承套圈，放入流动的温水中上下窜动漂洗1min～2min，流动的温水是指温度为25℃±5℃、流速为20±5L/min的清水；
步骤5、取出清洗后的轴承套圈，将其浸入碱性溶液中30s～60s，所述的碱性溶液为重量浓度为5％～6％的碳酸钠溶液；
步骤6、取出碱性溶液处理后的轴承套圈，放入流动的温水中上下窜动漂洗1min～2min，流动的温水是指温度为25℃±5℃、流速为20±5L/min的清水；
步骤7、取出清洗后的轴承套圈，浸入防锈溶液中1min～2min，所述防锈溶液为重量浓度为8％～10％的亚硝酸钠溶液和0.5％～0.6％的碳酸钠溶液的混和溶液；
步骤8、取出防锈溶液处理后的轴承套圈，沥干后在照度不小于1000lx的观察灯下观察套圈表面，表面是均匀的非反射性灰色表面的为未烧伤工件，参照柯达灰阶图卡的2～5阶；其他灰色表面属于磨削烧伤状态，判断为不合格品。
进一步地，还包括将使用后的酸性溶液和碱性酸溶液加入氢氧化钠中和至pH值为7，然后再将中和后的溶液排入指定的排水沟或蒸发系统。
进一步地，所述其他灰色表面包括暗褐色至黑色区域的回火型烧伤表面和白亮区域且周围通常有异常的黑色回火区的二次淬火型烧伤表面。
与现有技术比较，本发明公开的轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法具有以下有益效果：采用本发明的方法检测工件表面磨削烧伤，具有迅速、方便、实用且成本低的特点，可将轴承套圈磨削烧伤控制在萌芽中，实时有效地控制产品质量，提高生产效率，降低生产成本。本发明对检测人员没有专业知识必须扎实的要求，工件产品检测后如果是合格的可以再使用，避免检测带来浪费。
附图说明
图1为本发明公开的轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法的流程图；
图2为本发明实施例中轴承套圈为合格品，即未烧伤的示意图；
图3为本发明实施例中轴承套圈为不合格品，即出现烧伤的示意图，图中滚道表面中间部位出现回火型烧伤。
具体实施方式
如图1所示为本发明公开的轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法，包括以下步骤：
步骤1、将轴承套圈用无水乙醇脱脂后用温水清洗，温水温度为35℃～40℃，时间为1min～2min；
无水乙醇可去除工件表面残存的油脂和水分，本步骤使用的水为自来水级别及以上即可；
步骤2、取出温水清洗后的轴承套圈，浸入超声波清洗机中，超声清洗40s～60s；
步骤3、将超声清洗后的轴承套圈浸入酸性溶液中20s～35s，所述酸性溶液为体积浓度为3％～8％的硝酸溶液，检测过程中应测量及监控酸性溶液pH值≤1；
步骤4、取出酸性溶液处理后的轴承套圈，放入流动的温水中上下窜动漂洗1min～2min，流动的温水是指温度为25℃±5℃、流速为20±5L/min的清水；采用流动的温水既不伤及人体又可有效地清除溶液残渍，具有较好的清洗效果，利于下步工序的进行；
步骤5、取出清洗后的轴承套圈，将其浸入碱性溶液中30s～60s，所述的碱性溶液为重量浓度为5％～6％的碳酸钠溶液；
步骤6、取出碱性溶液处理后的轴承套圈，放入流动的温水中上下窜动漂洗1min～2min，流动的温水是指温度为25℃±5℃、流速为20±5L/min的清水；采用流动的温水既不伤及人体又可有效地清除溶液残渍，具有较好的清洗效果，利于下步工序的进行；
步骤7、取出清洗后的轴承套圈，浸入防锈溶液中1min～2min，所述防锈溶液为重量浓度为8％～10％的亚硝酸钠溶液和0.5％～0.6％的碳酸钠溶液的混和溶液；
步骤8、取出防锈溶液处理后的轴承套圈，沥干后在照度不小于1000lx的观察灯下观察套圈表面，一般观察灯采用8W～10W的LED灯，表面是均匀的非反射性灰色表面的为未烧伤工件，参照柯达灰阶图卡的2～5阶，非反射性是指观察灯灯光下工件表面无光泽反射；其他灰色表面属于磨削烧伤状态，判断为不合格品。灯光下观察即可判断出是否存在磨削烧伤，十分简单方便，其他灰色表面包括暗褐色至黑色区域的回火型烧伤表面和白亮区域且周围通常有异常的黑色回火区的二次淬火型烧伤表面等。
本发明通过针对轴承套圈的特殊材质，对轴承套圈的磨削烧伤检测过程中的使用各种溶液浓度、温度以及时间进行控制，使得该方法能够迅速、方便以及精确的检测出轴承套圈是否存在烧伤的问题，进而可将轴承套圈磨削烧伤控制在萌芽中，实时有效地控制产品质量，提高生产效率，降低生产成本，通过大量研究后，采用本发明所述的酸性溶液、碱性溶液和防锈溶液对轴承套圈处理后，除了可以及时获得套圈是否存在磨削烧伤的信息外，通过本发明处理后的工件，如果不存在磨削烧伤，还可以继续使用，从而降低生产成本。
进一步地，还包括将使用后的酸性溶液和碱性酸溶液加入氢氧化钠中和至pH值为7，然后再将中和后的溶液排入指定的排水沟或蒸发系统。由于酸性溶液对零件有腐蚀性，加入碱性溶液后可中和达到酸碱平衡，更利于保护环境。
对于本发明来说，保证酸性溶液、碱性溶液和防锈溶液处于所需的浓度是很关键的。监控频率为每天开工前，不符合要求需及时更换溶液。测量时将溶液搅拌均匀，PH计放入溶液中3min～5min，直到稳定为止。
实施例
主要试剂和设备说明：
无水乙醇：含量≥99.8％，20℃时的密度为0.789g/ml～0.791g/ml，符合GB/T678-2002标准。
设备要求：1、装溶液的容器应采用对所装溶液不产生有害影响的材料制作，本发明中使用的材料为304不锈钢；2、轴承套圈的流转采用位于容器上端的小型电动起重设备，将多个套圈一次同时放入专门设计的工装中，用起重设备起吊流转；3、有专门的时间控制装置，设定完毕后，吊装设备自动运行。
配制溶液：
酸性溶液——体积浓度为5％的硝酸溶液；
碱性溶液——重量浓度为5％的碳酸钠溶液；
防锈溶液——重量浓度为9％的亚硝酸钠溶液和0.6％的碳酸钠溶液的混和溶液。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。
检测过程为：取磨削加工后的轴承套圈样品，首先用无水乙醇清洗掉套圈表面的水分及残存的油脂，接着用温水清洗，温水温度为35℃，时间为2min。将轴承套圈浸入超声波清洗机中，超声清洗50s。将清洗后的轴承套圈浸入酸性溶液中30s，取出套圈，放入流动的温水中上下窜动漂洗2min，水温设定在25℃，水流控制在20±5L/min，设备水槽底部有加热器及水泵，水槽安装温度传感器。接着浸入碱性溶液中40s，取出套圈，放入流动的温水中上下窜动漂洗2min，水温设定在25℃，水流控制在20±5L/min，设备水槽底部有加热器及水泵，水槽安装温度传感器。最后浸入防锈溶液中1min，取出后沥干。整个酸洗过程处理完毕。
取出轴承套圈在10W的LED灯灯光下观察滚道表面。适当的清洗和酸蚀处理后，酸洗零件未烧伤区域为均匀的非反射性灰色表面，如图2所示的照片，此为合格品。
酸蚀工件上出现暗褐色至黑色区域的为回火烧伤区，如图3所示的照片，这说明在磨削加工过程中材料表面温度超过了正常的回火温度引起表面材料的软化，此为不合格品。
检测套圈前，将酸性溶液搅拌均匀，然后将PH计放入溶液中停留3min～5min，直到数值稳定为止，监控其pH值。
根据检测结果，判断出零件是否合格。合格件流转至下道工序。不合格件判断出属于的烧伤分类后处置即可。
实施例中的酸性和碱性溶液使用后，中和至pH值＝7后，排入指定的排水沟，以免造成环境污染。
试验研究表明，对轴承套圈进行适宜的处理后再通过烧伤观察灯观察其表面，就可方便迅速的实现对轴承套圈是否出现磨削烧伤做出判断，从而保证对磨削加工工艺的监控和及时改进，降低磨削烧伤率。通过大量研究后，采用本发明所述的酸性溶液、碱性溶液和防锈溶液对轴承套圈处理后，除了可以及时获得套圈是否存在磨削烧伤的信息外，通过本发明处理后的工件，如果不存在磨削烧伤，还可以继续使用，从而降低生产成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、将轴承套圈用无水乙醇脱脂后用温水清洗，温水温度为35℃～40℃，时间为1min～2min；
步骤2、取出温水清洗后的轴承套圈，浸入超声波清洗机中，超声清洗40s～60s；
步骤3、将超声清洗后的轴承套圈浸入酸性溶液中20s～35s，所述酸性溶液为体积浓度为3％～8％的硝酸溶液，检测过程中应测量及监控酸性溶液pH值≤1；
步骤4、取出酸性溶液处理后的轴承套圈，放入流动的温水中上下窜动漂洗1min～2min，流动的温水是指温度为25℃±5℃、流速为20±5L/min的清水；
步骤5、取出清洗后的轴承套圈，将其浸入碱性溶液中30s～60s，所述的碱性溶液为重量浓度为5％～6％的碳酸钠溶液；
步骤6、取出碱性溶液处理后的轴承套圈，放入流动的温水中上下窜动漂洗1min～2min，流动的温水是指温度为25℃±5℃、流速为20±5L/min的清水；
步骤7、取出清洗后的轴承套圈，浸入防锈溶液中1min～2min，所述防锈溶液为重量浓度为8％～10％的亚硝酸钠溶液和0.5％～0.6％的碳酸钠溶液的混和溶液；
步骤8、取出防锈溶液处理后的轴承套圈，沥干后在照度不小于1000lx的观察灯下观察套圈表面，表面是均匀的非反射性灰色表面的为未烧伤工件，参照柯达灰阶图卡的2～5阶；其他灰色表面属于磨削烧伤状态，判断为不合格品。
2.根据权利要求1所述的轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法，其特征在于：还包括将使用后的酸性溶液和碱性酸溶液加入氢氧化钠中和至pH值为7，然后再将中和后的溶液排入指定的排水沟或蒸发系统。
3.根据权利要求2所述的轴承套圈表面磨削烧伤的检测方法，其特征在于：所述其他灰色表面包括暗褐色至黑色区域的回火型烧伤表面和白亮区域且周围通常有异常的黑色回火区的二次淬火型烧伤表面。
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