CS252181B1

CS252181B1 - A method of making rings made of hollow steel rods, in particular rolling bearing rings

Info

Publication number: CS252181B1
Application number: CS847401A
Authority: CS
Inventors: Karel Sommer; Stanislav Hladky; Jiri Zdrazil; Jaroslav Karhanek; Pavel Spacil; Ivan Bartosik; Frantisek Habrovec; Jiri Skarek
Original assignee: Karel Sommer; Stanislav Hladky; Jiri Zdrazil; Jaroslav Karhanek; Pavel Spacil; Ivan Bartosik; Frantisek Habrovec; Jiri Skarek
Priority date: 1984-10-01
Filing date: 1984-10-01
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS740184A1

Abstract

Způsob zhotovení kroužků z ocelových dutých tyčí, zvláště kroužků valivých ložisek, využívající mechanického dělení materiálu, tvářecích operací prvků tepelného zpracování a třískového obrábění, při kterém se provádí mechanické oddělování pouzder z ocelové duté tyče o délce pouzder větší, než je šířka polotovaru prstence, který se pěchuje ve směru osy polotovaru na šířku prstence, z něhož radiálním válcováním na trnu a válcovacím kotoučem se dostává rozvalek s přídavky pro opracování na funkčních plochách a dále se provádí (kalibrace hlavních rozměrů a tepelné zpracování, vyznačený tím, že polotovar se mechanicky odděluje od ocelové duté tyče při teplotě 20 až 980 °C, pěchuje se ve směru osy polotovaru při teplotě 20 až 980 °C a tlacích 60 až 1 600 MPa a pak se radiálně válcuje při teplotách 820 až 950 °C a tlacích minimálně 60 MPa, přičemž po kalibraci hlavních rozměrů následuje tepelné zpracování kalením při teplotě 820 až 900 °C, výdrži na svolené teplotě 10 až 15 min. a následuje bezprostředně popuštění na teplotě 170 až 210 °C, s výdrží na popouštěcí teplotě 1 až 2 hodiny, načež se polotovar opracuje na konečný tvar.A method of manufacturing rings from hollow steel bars, especially rolling bearing rings, using mechanical material separation, forming operations of heat treatment elements and chip machining, in which the mechanical separation of sleeves from a hollow steel bar with a length of sleeves greater than the width of the ring blank is performed, which is rammed in the direction of the blank axis to the width of the ring, from which a roll with allowances for machining on functional surfaces is obtained by radial rolling on a mandrel and a rolling disc and further (calibration of the main dimensions and heat treatment, characterized in that the blank is mechanically separated from the hollow steel bar at a temperature of 20 to 980 °C, rammed in the direction of the blank axis at a temperature of 20 to 980 °C and pressures of 60 to 1,600 MPa and then radially rolled at temperatures of 820 to 950 °C and at pressures of at least 60 MPa, with calibration of the main dimensions followed by heat treatment by quenching at a temperature of 820 to 900 °C, holding at the permitted temperature for 10 to 15 minutes, followed immediately by tempering at a temperature of 170 to 210 °C, holding at the tempering temperature for 1 to 2 hours, after which the semi-finished product is machined to the final shape.

Description

Vynález se týká způsobu zhotovení kroužků z ocelových dutých tyčí, zvláště kroužků valivých ložisek využívající mechanického dělení materiálu, tváření, tepelného zpracování a třískového opracování, dosahující velmi pevných a odolných aktivních povrchových vrstev valivých ložisek proti kontaktní únavě. Daný způsob je možné použít i pro, výrobu jiných prstenců, kroužků a ozubených kol. Dále je možno použít daného způsobu í pro výrobu výchozích polotovarů různých elementů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing rings made of steel hollow rods, in particular rolling bearing rings utilizing mechanical material separation, forming, heat treatment and chip machining, achieving very strong and resistant active surface layers of rolling bearings against contact fatigue. The method can also be used to manufacture other rings, rings and gears. Furthermore, it is possible to use the method 1 for the production of precursors of various elements.

Jsou známy způsoby výroby kroužků valivých ložisek z tyčí mechanickým opracováním, případně trepanací z tyčí. Dále jsou známy způsoby výroby kroužků valivých ložisek ze zápustkových výkovků, věžových výkovků, které se mohou rozválcovat. Je též znám způsob výroby kroužků ze silnostěnných trubek soustružením, případně i rozválcováním z úřezů trubek.There are known methods for producing rings of roller bearings from bars by mechanical machining or shaking from bars. Further, methods for producing rolling bearing rings from die forgings, tower forgings that can be rolled are known. It is also known to produce rings from thick-walled tubes by turning or even rolling them out of the tube cuts.

Jako výchozího materiálu se ponejvíce používá klasické oceli o směrném složení 1% hmot. C, 1,5% hmot. Cr, 0,6% hmot. Mn, 0,3% až 1,5% hmot. Si a jiné doplňující legující prvky a další přimíšeniny. Stávající způsoby umožňují kombinace, že jednotlivé operace je možné provádět i integrované. Tyto postupy jsou standardní a osvědčené, avšak dobré výsledky lze dosáhnout jen nahodile. Využití vstupního materiálu ve výrobním procesu je však nízké a pohybuje se kolem 29—42%. Z hlediska energetického jsou stávající způsoby velmi náročné.As a starting material, classic steel with a guide composition of 1% by weight is mostly used. C, 1.5 wt. Cr, 0.6 wt. % Mn, 0.3% to 1.5% wt. Si and other supplemental alloying elements and other admixtures. Existing methods allow combinations that individual operations can also be performed integrated. These procedures are standard and proven, but good results can only be achieved by chance. However, the use of input material in the production process is low and varies around 29-42%. In terms of energy, the existing methods are very demanding.

Uvedené nevýhody stávajících způsobů jsou odstraněny způsobem zhotovení kroužků podle vynálezu. Tím se dosahuje až dvojnásobné kvality. Kontaktní plochy jsou velmi odolné proti únavě, dochází k úspoře legovaných ocelí při nižší spotřebě energie ve výrobním procesu.These disadvantages of the present methods are overcome by the method of making the rings of the invention. This achieves up to twice the quality. Contact surfaces are very fatigue resistant, alloy steels are saved with lower energy consumption in the production process.

S výhodou se při navrženém způsobu zhotovení kroužků využívá ocel o směrném složení do 1% hmot. C, 1,5% hmot. Cr, 1— —2% hmot. Si, do 1,5% hmot. Mn, do 0,5% hmot. Mo, do 0,5% hmot. V a stopy dalších doprovodních prvků a příměsí běžných pro tento druh ocelí. Podstata vynálezu spočívá v tom, že polotovar se mechanicky odděluje od ocelové duté tyče při teplotě 20—980 °C, pěchuje se ve směru osy polotovaru při teplotě 20—980 °C a tlacích 60—1600 MPa a pak se radiálně válcuje při teplotách 820—950 °C a tlacích minimálně 60 MPa, přičemž po kalibraci hlavních rozměrů následuje tepelné zpracování kalením z teploty 820—900 °C, s výdrží na teplotě 10—15 min. a následuje bezprostředně popuštění na teplotě 170—210 °C, s výdrží na popouštěcí teplotě 1—2 hodiny, po kterém se polotovar opracuje na konečný tvar. Dále podstata spočívá v tom, že ocel o směrném složení Si větším než 1% hmot. a rozsahu C 0,5-1,1% hmot. se ohřeje na teplotu radiálního válcování rychlostí ohřevu minimálně 100 i více stupňů Celsia za sekundu, dále v tom, že polotovar se radiálně rozválcuje bezprostředně po snížení teploty o 40—300 °C.Preferably, the proposed method of making the rings uses steel with a guide composition of up to 1% by weight. C, 1.5 wt. Cr, 1-2% wt. % Si, up to 1.5 wt. % To 0.5 wt. Mo, up to 0.5 wt. V and traces of other accompanying elements and impurities common to this type of steel. SUMMARY OF THE INVENTION The principle of the invention is that the blank is mechanically separated from the steel hollow rod at a temperature of 20-980 ° C, packed in the direction of the blank axis at a temperature of 20-980 ° C and pressures of 60-1600 MPa and then rolled radially at 820 —950 ° C and pressures of at least 60 MPa, the main dimensions being calibrated followed by heat treatment by quenching from 820–900 ° C, with a holding time of 10–15 min. followed by an immediate tempering at a temperature of 170-210 ° C, with a tempering temperature of 1-2 hours, after which the blank is machined to the final shape. Further, the steel consists of a steel having a guide composition Si of greater than 1% by weight. and range C 0.5-1.1 wt. is heated to a temperature of radial rolling at a heating rate of at least 100 or more degrees Celsius per second, further in that the blank is radially rolled immediately after the temperature has been reduced by 40-300 ° C.

Výhody nového způsobu zhotovení kroužků, např. kroužků valivých ložisek, spočívají podle vynálezu v tom, že výrobní takt je plně plynulý a rychlejší. Navržený způsob umožňuje dosáhnout extrémně vysokých mechanických hodnot tepelně zpracované oceli. Využití vsádkového materiálu se zvýší o 15—50 % při zkrácení výrobních časů výroby ložiskových kroužků. U malých kroužků odpadá nákladné soustružení a dokončovací operace se zúží jen na dokončení broušení po zakaleném stavu.According to the invention, the advantages of the new method of manufacturing rings, such as rolling-contact bearing rings, are that the production cycle is fully continuous and faster. The proposed method makes it possible to achieve extremely high mechanical values of heat-treated steel. The utilization of the batch material is increased by 15—50% while the production times of the bearing rings are reduced. In the case of small rings, expensive turning is eliminated and finishing operations are reduced only to finish grinding after a turbid state.

Z ocelové duté tyče buď studené, nebo ohřáté na teplotu tváření, se uskutečňuje nejprve mechanické oddělování pouzder o větší délce, než je šířka polotovaru prstence. Po mechanickém oddělování pouzder se pokračuje ve tvářecích operacích pouzder za studená, nebo ohřátých na teplotu austenitizace, a to v technologickém sledu operací pěchováním, radiálním rozválcováním na trnu a kalibrací hlavních rozměrů.From the steel hollow bar, either cold or heated to the forming temperature, the mechanical separation of the sleeves with a length greater than the width of the ring blank is first carried out. After mechanical separation of the sleeves, the forming operations of the sleeves are cold or heated to the austenitization temperature by a technological sequence of upsetting, radial rolling on a mandrel and calibration of the main dimensions.

Pěchování se provádí ve směru osy polotovaru pouzdra na šířku prstence, který se v následné operaci radiálně rozválcuje. Radiální válcování se děje na vnitřním tvarovém trnu o shodném průřezu s hotovým ložiskovým kroužkem. Po ukončení radiálního válcování se dostává rozvalek s přídavky pro opracování na funkčních plochách. Závěrečná tvářecí operace je kalibrace hlavních rozměrů. Po tvářecích operacích je zařazeno tepelné zpracování polotovarů kroužků, zabezpečené kalením a popouštěním. Poslední operací se provádí opracování funkčních ploch kroužku broušením na konkrétní výkresové rozměry.Upsetting takes place in the direction of the axis of the sleeve blank to the width of the ring, which is radially rolled in the subsequent operation. Radial rolling takes place on an internal shaped mandrel of equal cross section with the finished bearing ring. At the end of the radial rolling, the spigot is added with the allowances for machining on the functional surfaces. The final forming operation is the calibration of the main dimensions. After the forming operations, heat treatment of the semifinished products of the rings, ensured by hardening and tempering, is included. The last operation is the machining of the functional surfaces of the ring by grinding to specific drawing dimensions.

PŘEDMĚTSUBJECT

1. Způsob zhotovení kroužků z ocelových dutých tyčí, zvláště kroužků valivých ložisek, využívající imeohanického dělení materiálu, tvářecích operací prvků tepelného zpracování a třískového obrábění, při kterém se provádí mechanické oddělování pouzder z ocelové duté tyče o délce pouzder větší, než je šířka polotovaru prstence, který se pěchuje ve směru osy polotovaru na šířku prstence z něhož radiálním válcováním na trnu a válcovacím kotoučem se dostává rozvalek s přídavky pro opracování na funkčních plochách a dále se provádí kalibrace hlavních rozměrů a tepelné zpracování, vyznačený tím, že polotovar se mechanicky odděluje od ocelové duté tyče při teplotě 20—980 °C, pěchuje se ve směru osy polotovaru při teplotě 20—980 °C a tlacích 60—1 600 MPa a pak se radiálně1. A method for producing rings of steel hollow bars, in particular rolling bearing rings, using imeohanical material separation, forming operations of heat treatment elements and machining operations, wherein the mechanical separation of shells from a steel hollow bar with a sheath length greater than the width of the ring blank which is packed in the direction of the axis of the workpiece to the width of the ring from which the radial rolling on the mandrel and the rolling disk receives the spigot with the allowances for working on the functional surfaces and further calibrating the main dimensions and heat treatment. steel hollow bars at a temperature of 20-980 ° C, packed in the direction of the blank axis at a temperature of 20-980 ° C and pressures of 60-1,600 MPa and then radially

Claims

OF THE INVENTION rolls at temperatures of 820-950 ° C and pressures of at least 60 MPa, wherein the calibration of the main dimensions is followed by heat treatment by quenching from a temperature of 820-900 ° C, with a holding time of 10-15 minutes, followed by immediate tempering at 170-210 ° C, with a tempering temperature of 1-2 hours, after which the workpiece is machined to its final shape.

2. A method according to claim 1, characterized in that the steel with a guide composition Si greater than 1% by weight. and C 0.5-1.1 wt. is heated to a radial rolling temperature at a heating rate of at least 100 ° C per second.

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the blank is radially rolled immediately after the temperature has been reduced by 40-300 degrees Celsius.