CN1672833A - 中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴承滚动体成型技术领域，具体地说是一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术。一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，包括以下步骤：1.下料；2.表面清理并涂覆润滑剂；3.中频感应加热；4.温锻预成型；5.温锻终成型；6.切边；本发明同现有技术相比有如下优点：材料的选择余地大，避免零件表面的显微裂纹及其扩展。本技术的始锻温度定为700℃。这样可以避免800℃以上时金属发生剧烈氧化的过程，锻后仍然得到原材料时的球状珠光体组织。并且球状珠光体晶粒细化、分布均匀，为热处理淬火做了较好的组织准备，去除了热锻时的锻后退火工序。温锻件的尺寸精度接近冷挤压件，保证了成形的稳定性和模具寿命。材料利用率较车削工艺提高25～30％，生产效率则提高了十倍以上。

Description

中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术

[技术领域]

本发明涉及轴承滚动体成型技术领域，具体地说是一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术。

[背景技术]

根据轴承的类型不同，滚动轴承的滚动体可分为球形滚珠、球面滚子、圆柱滚子、滚针和圆锥滚子等多种形式。其中的球形滚珠、球面滚子和圆锥滚子均为非等截面的滚动体，不能采用圆棒料直接磨削加工。目前常用的成型方法为冷锻或车削成形，冷锻主要用于直径小于20mm的滚动体。当滚动体的直径尺寸大于20mm时，轴承钢的变形力急剧上升，冷锻的模具单位负荷明显增大，使模具的寿命难以维持正常生产。再者工件因材料的硬度影响易出现裂纹或使原材料表面的显微裂纹扩展，造成表面裂纹等缺陷。

单就成形力而言，热锻成形非等截面轴承滚动体的优势较明显。主要表现在：成形力明显下降、金属的流动性能好易于成形等。但是热锻时的加热温度通常处于1000℃以上，坯料的氧化、脱碳和烧损等严重，成形后锻件上留有较厚的氧化皮和一定的脱碳层，造成锻件的机械加工余量较大，再者锻后还要进行退火。不利于降低原材料消耗和精化锻件，而且锻件的精度不高、机械加工余量大不能直接进行磨削。所以，在轴承滚动体成形方面，热锻工艺一般不常采用。

长期以来，直径大于20mm的非等截面轴承滚动体多数采用棒料车削成形，切削工艺是将圆形棒料在车床上切削工作面，然后切割分离，再进行倒角、车制凹穴等。

车削成形除了采用多轴车床自动加工外，大多数企业还是采用单台车床连线生产。

车削成形是通过去除多余金属而成形零件。为了保证原材料的脱碳层和表面缺陷不致影响零件的表面质量和内部组织，车制件的外径应小于棒料直径1-2mm。另外，标准的圆棒料直径一般很难与零件的直径相匹配，车削前还要对原材料进行拉拔，使加工费用上升。若直接采用标准直径的棒料进行车削，则棒料直径要大于零件名义直径2-4mm，再加上零件与零件间的割刀缝不小于5mm，因此，切削工艺的材料利用率仅为50～60％。再者，轧制的圆棒料的纤维流线是沿轴线连续分布，球面或圆锥面车削成形后，原材料的纤维流线会在滚动体的工作表面露头，影响了滚动体的耐疲劳性能，极易在其工作表面引起疲劳剥落。可见，滚动体的车削加工工艺无论从材料消耗、能耗、产品质量和生产效率等方面都属于粗放型生产。

[发明内容]

本发明目的在于提供一种能避免800℃以上时金属发生剧烈氧化的过程发生的、锻后仍然得到原材料的球状珠光体组织的、材料的成形性能好的及材料利用率高的中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术。

为了实现上述的目的，本发明通过以下方法来实现：

一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，其特征在于包括以下步骤：

(1)下料

(2)表面清理并涂覆润滑剂

(3)中频感应加热

(4)温锻预成型

(5)温锻终成型

(6)切边

本发明采用精密塑性成形，即温锻技术来成形中大型轴承滚动体。塑性成形工艺是通过转移金属体积来成形零件，其材料利用率要大大高于切削成形，就圆锥滚子和球面滚子而言，其单件平均材料利用率可比车削工艺提高25～30％以上。

下料的方式采用冷剪切下料，并由专用的棒料精密剪切模精密剪切。料段端面要求倾斜小于2度，料段的重量误差要小于1％。

在进行表面清理时，需要清除坯料表面的的氧化皮、污渍、毛刺和杂质，并在坯料的表面形成细小的麻点，以吸附润滑剂。所涂覆润滑剂为石墨复合润滑剂。

温锻是利用中温时金属材料塑性好，变形抗力低和氧化烧损少的特点进行成形的塑性成形技术。其成形力仅为冷挤压的三分之一到二分之一，成形精度接近冷挤压。

本发明用温锻的始锻温度为700℃。这样可以避免800℃以上时金属发生剧烈氧化的过程，加热后锻件表面仅生成极微的氧化膜。同时，因加热温度没有达到材料的相变温度，锻后仍然得到原材料时的球状珠光体组织。并且球状珠光体晶粒细化、分布均匀，为热处理淬火做了较好的组织准备，去除了热锻时的锻后退火工序。

中频感应加热后，即可进行预成形，可以得到所需的制坯直径，降低了对原材料直径的要求。同时可使工件端面初步成型，这样有利于最终成形。

在进行温锻终成型时，需要完成工件的全部成形过程，并使工件达到规定的形状和尺寸精度。

在中温成形时，材料的成形性能好，其尺寸精度受温度波动的影响小，温锻件的尺寸精度接近冷挤压件，可达到±0.1～0.15mm，锻后可直接上磨床进行磨削，不需要再进行任何的车削加工。

本发明的最后一个工艺步骤为切边，切边步骤与终成型工序一起在级进模上同时完成，这样可防止终锻温度低于550℃，避免金属的“蓝脆”区域，防止零件出现裂纹。

温锻成形后的锻件纤维流线沿锻件轮廓连续分布，避免了切削件在工作面纤维露头的现象，有利于提高滚动体的耐疲劳性能。由于采用曲柄压力机连线生产，生产效率也大幅度提高。

本发明同现有技术相比有如下优点：

1.材料的选择余地大，避免零件表面的显微裂纹及其扩展。

2.本技术的始锻温度定为700℃。这样可以避免800℃以上时金属发生剧烈氧化的过程，锻后仍然得到原材料时的球状珠光体组织。并且球状珠光体晶粒细化、分布均匀，为热处理淬火做了较好的组织准备，去除了热锻时的锻后退火工序。

3.温锻件的尺寸精度接近冷挤压件，可达到±0.1～0.15mm，锻后可直接上磨床进行磨削，不需要再进行任何的车削加工。

4.应用了专用的温锻润滑剂，保证了成形的稳定性和模具寿命。

5.材料利用率较车削工艺提高25～30％，生产效率则提高了十倍以上。

[具体实施方式]

一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，包括以下步骤：

先下料，再进行表面清理去除表面的氧化皮、污渍和毛刺和杂质，并涂覆润滑剂，所涂覆润滑剂为石墨复合润滑剂，然后中频感应加热，本工艺的始锻温度定为700℃。这样可以避免800℃以上时金属发生剧烈氧化的过程，锻后仍然得到原材料时的球状珠光体组织。并且球状珠光体晶粒细化、分布均匀。再进行温锻预成型，温锻终成型，最后进行切边，切边步骤与终成型工序一起在级进模上同时完成。材料利用率较车削工艺提高25～30％，生产效率则提高了十倍以上。

Claims (7)

1.一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，其特征在于包括以下步骤：

(1)下料；

(2)表面清理并涂覆润滑剂；

(3)中频感应加热；

(4)温锻预成型；

(5)温锻终成型；

(6)切边。

2.根据权利要求1所述的一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，其特征在于下料的方式采用冷剪切下料。

3.根据权利要求1所述的一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，其特征在于切边步骤与终成型工序一起在级进模上同时完成。

4.根据权利要求1所述的一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，其特征在于所涂覆润滑剂为石墨复合润滑剂。

5.根据权利要求1所述的一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，其特征在于中频感应加热的温度为700℃。

6.根据权利要求1所述的一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，其特征在于温锻成型后，工件的尺寸精度可达到±0.1～0.15mm。

7.根据权利要求1所述的一种中大型轴承滚动体的精密塑性成型技术，其特征在于温锻成型后，锻件不需任何车削工序，可直接进行磨削。