專利名稱：0.68mm無(wú)磁合金球制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種0. 68mm無(wú)磁合金球制造工藝。
背景技術(shù)：
軸承是各行各業(yè)運(yùn)用非常廣泛的機(jī)械配件，從小到家庭的導(dǎo)軌、電腦主機(jī)，大到飛 機(jī)、輪船都離不開(kāi)它，在軍事工業(yè)和航天航空領(lǐng)域，同樣少不了它?，F(xiàn)在軸承越做越小，甚 至過(guò)去手表中使用的“鉆”用軸承代替了。而我們要開(kāi)發(fā)的這個(gè)0. 68mm球，也屬于極小型 球。這個(gè)球還有一個(gè)特點(diǎn)，即沒(méi)有磁性，是使用在導(dǎo)彈和衛(wèi)星中的定向陀螺儀中，因?yàn)闆](méi)有 磁性，所以不會(huì)受地球磁場(chǎng)的影響，不會(huì)影響到定位精度。過(guò)去，應(yīng)用在導(dǎo)彈衛(wèi)星等定位系統(tǒng)的無(wú)磁軸承，都是采用鈹青銅加工，但這存在 兩個(gè)問(wèn)題1、鈹青銅有毒，尤其加工中會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，很不環(huán)保。2、鈹青銅通過(guò)固溶 和時(shí)效處理，其硬度可達(dá)HRC35，但與0cr40Ni55A13材料相比，后者經(jīng)固溶和時(shí)效處理 后，其硬度能達(dá)HRC56，遠(yuǎn)高于鈹青銅，使用壽命大大延長(zhǎng)，尤其現(xiàn)在衛(wèi)星的使用壽命已達(dá) 7-15年，用鈹青銅制造的軸承，已不適應(yīng)，所以0cr40Ni55A13材料成了鈹青銅的理想替代 品。0cr40Ni55A13材料為國(guó)家最新開(kāi)發(fā)的一種無(wú)磁合金材料，首先，相對(duì)于奧氏體不銹鋼 ICrlSNiOTi而言，前者能作熱處理，它的硬度能達(dá)到HRc56，而奧氏體不銹鋼不能進(jìn)行熱處 理，所以它的硬度約為HRC20多度，第二，硬的材料加工精度(理想)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)軟的材料，一 般lCrl8Ni9Ti材料只能做低于GB308-2002鋼球標(biāo)準(zhǔn)中GlOO球，而用戶要求是GlO球。第 三，0crNi55A13材料的特性韌而硬，加工難度非常大，國(guó)內(nèi)基本上無(wú)廠家敢接此產(chǎn)品(材料 價(jià)格高達(dá)2000元/kg，球直徑只有0. 68mm,精度要求G10)。鋼球制造企業(yè)的工藝和加工設(shè)備多基本一致，其工藝和設(shè)備為冷鐓(A-148、Αρ-5、Α-142、Α_141)—；銼球(Mu^-32)—軟磨(Mu^-33)—熱處理 (B-30, B-70自制空氣回火爐)一硬磨(Mm-33)—研磨(Mm_33，Bm_22)—拋光(傾斜 式串桶)一分選(Am類分選機(jī))一人工外觀一涂油包裝。微小型鋼球工藝流程成型一銼削一軟串(臥式串桶)一軟研一熱處理一硬研一拋光一人工外觀一分選 —涂油包裝上述工藝由于材料及制造工藝均較為復(fù)雜，其技術(shù)還停留在小批量生產(chǎn)階段，成 品質(zhì)量不能滿足，不合格率高，不能滿足國(guó)防工業(yè)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種成品質(zhì)量穩(wěn)定、合格率高， 能批量生產(chǎn)，滿足國(guó)防工業(yè)需求的0. 68mm無(wú)磁合金球制造工藝。本發(fā)明的0. 68mm無(wú)磁合金球制造工藝，依次包括如下步驟1)、原材料檢驗(yàn)依據(jù)化學(xué)成份，對(duì)材料進(jìn)行化學(xué)分析，并對(duì)材料表面質(zhì)量進(jìn)行檢 驗(yàn)，去除不良部分；
2)、切料選用中速冷鐓機(jī)切料，由于其韌性好，如刀鈍，則極容易出現(xiàn)切料毛刺， 選取切料的刀要鋒利，加工中要不斷檢查料坯情況，及時(shí)修整刀具，切料長(zhǎng)度為1. 05D ；3)、光球此工序是用XX-016光球機(jī)通過(guò)兩塊直徑680mm的高硬度的CRMoCu合金 鑄鐵板之間高速旋轉(zhuǎn)加擠壓，通過(guò)表面疲勞切削，使鋼絲圓柱體段料逐步成圓的過(guò)程。由于 此材料交貨狀態(tài)是進(jìn)行了 1200°C水淬，材料質(zhì)地不太軟，光球不采用陪客球，但光球壓力控 制在0. 5atm左右，轉(zhuǎn)速llOrpm，水冷卻，由于韌性好，其光球速度低于GCr 15及9Crl8，冷卻 水量較后者要大。裝球量為見(jiàn)槽底。4)、熱處理將光球后的坯料送入真空爐做時(shí)效處理，將真空爐內(nèi)的溫度保持至 650°C并保溫6小時(shí)，出爐風(fēng)冷；5)、清洗、烘干采用拋光桶清洗，加入氫氧化鈉、氧化鎂，時(shí)間為2小時(shí)，然后清水 沖凈，采用熱風(fēng)機(jī)吹干、分選，分選時(shí)采用滾軸式分選儀進(jìn)行尺寸分選，保證球坯中無(wú)大小 球及壞球，批直徑變動(dòng)量控制在0. 02mm以內(nèi)；6)、硬研此工序主要是修正鋼球的幾何形狀，研磨去光球工序所產(chǎn)生的表面疲勞 層及熱處理所產(chǎn)生的氧化層，由于材料的特殊性，一般磨料對(duì)其研磨量很小，所以現(xiàn)采用碳 化硅進(jìn)行硬研，磨劑采用精研液，硬研分段進(jìn)行，前采用粒度為220#，在余量存0. IOmm時(shí)改 用600#，以保證其表面質(zhì)量。7)、硬研盤加工由于合金球小，精度要求高，加工中換盤次數(shù)多，為了保證其可靠 性，我們多次進(jìn)行試驗(yàn)，最后發(fā)明了不同于常規(guī)的磨盤加工方法，采用了深溝小槽距，溝型 角75度，槽距為球徑上再加上0. 5mm，溝深為球徑的80%，采用Φ 360鋼球機(jī)床加工，轉(zhuǎn)速 5Orpm,壓力為配重10kg。8)、初研進(jìn)一步修正球形誤差及表面質(zhì)量，采用W5金剛石微粉十三氧化二鉻， 并采用轉(zhuǎn)速30rpm、壓力配重IOkg的機(jī)床加工，磨劑采用精研液，磨料含量約5%，初研至 0. 68+0. Olmm ；9)、分選采用滾軸式鋼球分選進(jìn)行分選，每格精度0. 002mm,保證其直徑相互差 小于 0. 005mm。10)、精研1 本工序的加工原理同初研，作用也是進(jìn)一步修正鋼球表面質(zhì)量，采用 Wl金剛石微粉、精研液、循環(huán)加工，每公斤精研液中加入約2克拉鉆粉，采用轉(zhuǎn)速15rpm，壓 力配重IOkg的鋼球研磨機(jī)，研磨尺寸至0. 68+0. OOlmm ；11)、精研2 此工序采用WO. 5金剛石微粉，鋼球精研液循環(huán)加工，每公斤精研液中 加入約1克拉鉆粉及適量的分析純?nèi)趸t，轉(zhuǎn)速10 15rpm，壓力配重5kg，磨盤開(kāi)口 尺寸為60mm中開(kāi)口，然后按檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，合格出球。12)、檢驗(yàn)1 將步驟11)精研后的成品球，在40X體視顯微鏡抽樣5000粒，合格判 定數(shù)AC = O兩項(xiàng)均符合后，確保無(wú)磁合金球成品符合GB308-2002中GlO標(biāo)準(zhǔn)。13)、清洗采用661清洗劑、超聲波清洗機(jī)清洗，再進(jìn)行脫水油脫水，防銹；14)、目觀揀球用汽油清洗后100% 40X體視顯微鏡揀球。15)、檢驗(yàn)2 將步驟14)精研后的成品球，在40X體視顯微鏡抽查10000粒，合格 判定數(shù)AC = 0，完成成品檢驗(yàn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)IOOppm ；16)、涂油塑瓶包裝。本發(fā)明0. 68mm無(wú)磁合金球制造工藝的有益效果為1、充分利用現(xiàn)有設(shè)備，加工特小，特殊材料，特殊用途的產(chǎn)品，具質(zhì)量水平穩(wěn)定，充分滿足了國(guó)防工業(yè)的要求。2、采用了小 槽角、小槽距、大槽深中開(kāi)口的磨盤加工方式，保證了特小鋼球加工過(guò)程的穩(wěn)定性、一致性， 防止不合格品產(chǎn)生。3、采用了新型磨料、磨液，保證了過(guò)程的穩(wěn)定和效率。，保證了成品的質(zhì) 量，并且更環(huán)保。4、合理的工藝參數(shù)及留量分配，強(qiáng)化的過(guò)程檢驗(yàn)方式，使軍品產(chǎn)品合格率 符合了國(guó)軍標(biāo)的要求。產(chǎn)品實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)于GB308-2002標(biāo)準(zhǔn)，塑瓶包裝，防振運(yùn)輸，確保了產(chǎn) 品的自始至終處于質(zhì)量良好狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明0. 68mm無(wú)磁合金球制造工藝作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的0. 68mm無(wú)磁合金球制造工藝，包括如下步驟1)、原材料檢驗(yàn)依據(jù)化學(xué)成份，對(duì)材料進(jìn)行化學(xué)分析，并對(duì)材料表面質(zhì)量進(jìn)行檢 驗(yàn)，去除不良部分；2)、切料選用中速冷鐓機(jī)切料，由于其韌性好，如刀鈍，則極容易出現(xiàn)切料毛刺， 選取切料的刀要鋒利，加工中要不斷檢查料坯情況，及時(shí)修整刀具，切料長(zhǎng)度為1. 05D ；3)、光球此工序是用XX-016光球機(jī)通過(guò)兩塊直徑680mm的高硬度的CRMoCu合金 鑄鐵板之間高速旋轉(zhuǎn)加擠壓，通過(guò)表面疲勞切削，使鋼絲圓柱體段料逐步成圓的過(guò)程。由于 此材料交貨狀態(tài)是進(jìn)行了 1200°C水淬，材料質(zhì)地不太軟，光球不采用陪客球，但光球壓力控 制在0. 5atm左右，轉(zhuǎn)速llOrpm，水冷卻，由于韌性好，其光球速度低于GCr 15及9Crl8，冷卻 水量較后者要大。4)、熱處理將光球后的坯料送入真空爐做時(shí)效處理，將真空爐內(nèi)的溫度保持至 650°C并保溫6小時(shí)，出爐風(fēng)冷；5)、清洗、烘干采用拋光桶清洗，加入氫氧化鈉、氧化鎂，時(shí)間為2小時(shí)，然后清水 沖凈，采用熱風(fēng)機(jī)吹干、分選，分選時(shí)采用滾軸式分選儀進(jìn)行尺寸分選，保證球坯中無(wú)大小 球及壞球，批直徑變動(dòng)量控制在0. 02mm以內(nèi)；6)、硬研此工序主要是修正鋼球的幾何形狀，研磨去光球工序所產(chǎn)生的表面疲勞 層及熱處理所產(chǎn)生的氧化層，由于材料的特殊性，一般磨料對(duì)其研磨量很小，所以現(xiàn)采用碳 化硅進(jìn)行硬研，磨劑采用精研液，硬研分段進(jìn)行，前采用粒度為220#，在余量存0. IOmm時(shí)改 用600#，以保證其表面質(zhì)量。7)、硬研盤加工由于合金球小，精度要求高，加工中換盤次數(shù)多，為了保證其可靠 性，我們多次進(jìn)行試驗(yàn)，最后發(fā)明了不同于常規(guī)的磨盤加工方法，采用了深溝小槽距，溝型 角75度，槽距為球徑上再加上0. 5mm，溝深為球徑的80%，采用Φ 360鋼球機(jī)床加工，轉(zhuǎn)速 5Orpm,壓力為配重10kg。8)、初研進(jìn)一步修正球形誤差及表面質(zhì)量，采用W5金剛石微粉十三氧化二鉻， 并采用轉(zhuǎn)速30rpm、壓力配重IOkg的機(jī)床加工，磨劑采用精研液，磨料含量約5 %，初研至 0. 68+0. Olmm ；9)、分選采用滾軸式鋼球分選進(jìn)行分選，每格精度0. 002mm,保證其直徑相互差 小于 0. 005mm。10)、精研1 本工序的加工原理同初研，作用也是進(jìn)一步修正鋼球表面質(zhì)量，采用 Wl金剛石微粉、精研液、循環(huán)加工，每公斤精研液中加入約2克拉鉆粉，采用轉(zhuǎn)速15rpm，壓力配重IOkg的鋼球研磨機(jī)，研磨尺寸至0. 68+0. OOlmm ；11)、精研2 此工序采用W0. 5金剛石微粉，鋼球精研液循環(huán)加工，每公斤精研液中 加入約1克拉鉆粉及適量的分析純?nèi)趸t，轉(zhuǎn)速10 15rpm，壓力配重5kg，磨盤開(kāi)口 尺寸為60mm中開(kāi)口，然后按檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，合格出球。12)、檢驗(yàn)1 將步驟11)精研后的成品球，在40X體視顯微鏡抽樣5000粒，合格判 定數(shù)AC = 0兩項(xiàng)均符合后，確保無(wú)磁合金球成品符合GB308-2002中GlO標(biāo)準(zhǔn)。13)、清洗采用661清洗劑、超聲波清洗機(jī)清洗，再進(jìn)行脫水油脫水，防銹；14)、目觀揀球用汽油清洗后100% 40X體視顯微鏡揀球。15)、檢驗(yàn)2 將步驟14)精研后的成品球，在40X體視顯微鏡抽查10000粒，合格 判定數(shù)AC = 0，完成成品檢驗(yàn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)IOOppm ；16)、涂油塑瓶包裝。本發(fā)明的0. 68mm無(wú)磁合金球制造工藝，其產(chǎn)品的實(shí)測(cè)值如下表等級(jí)GlO
權(quán)利要求
一種0.68mm無(wú)磁合金球制造工藝，其特征在于，依次包括如下步驟1)、原材料檢驗(yàn)依據(jù)化學(xué)成份，對(duì)材料進(jìn)行化學(xué)分析，并對(duì)材料表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，去除不良部分；2)、切料選用中速冷鐓機(jī)切料，選取切料的刀要鋒利，加工中要不斷檢查料坯情況，及時(shí)修整刀具，切料長(zhǎng)度為1.05D；3)、光球采用XX 016光球機(jī)通過(guò)兩塊直徑680mm的高硬度的CRMoCu合金鑄鐵板之間高速旋轉(zhuǎn)加擠壓，通過(guò)表面疲勞切削，使鋼絲圓柱體段料逐步成圓的過(guò)程；4)、熱處理將光球后的坯料送入真空爐做時(shí)效處理，將真空爐內(nèi)的溫度保持至650℃并保溫6小時(shí)，出爐風(fēng)冷；5)、清洗、烘干采用拋光桶清洗，加入氫氧化鈉、氧化鎂，時(shí)間為2小時(shí)，然后清水沖凈，采用熱風(fēng)機(jī)吹干、分選，分選時(shí)采用滾軸式分選儀進(jìn)行尺寸分選，保證球坯中無(wú)大小球及壞球，批直徑變動(dòng)量控制在0.02mm以內(nèi)；6)、硬研采用碳化硅進(jìn)行硬研，磨劑采用精研液，硬研分段進(jìn)行，前采用粒度為220#，在余量存0.10mm時(shí)改用600#，以保證其表面質(zhì)量；7)、硬研盤加工由于合金球小，精度要求高，加工中換盤次數(shù)多，為了保證其可靠性，采用深溝小槽距，溝型角75度，槽距為球徑上再加上0.5mm，溝深為球徑的80％；8)、初研采用W5金剛石微粉十三氧化二鉻，并采用轉(zhuǎn)速30rpm、壓力配重10kg的機(jī)床加工，磨劑采用精研液，磨料含量約5％，初研至0.68+0.01mm；9)、分選采用滾軸式鋼球分選進(jìn)行分選，每格精度0.002mm，保證其直徑相互差小于0.005mm；10)、精研1采用W1金剛石微粉、精研液、循環(huán)加工，每公斤精研液中加入約2克拉鉆粉，采用轉(zhuǎn)速15rpm，壓力配重10kg的鋼球研磨機(jī)，研磨尺寸至0.68+0.001mm；11)、精研2本工序采用W0.5金剛石微粉，鋼球精研液循環(huán)加工，每公斤精研液中加入約1克拉鉆粉及適量的分析純?nèi)趸t，轉(zhuǎn)速10～15rpm，壓力配重5kg，磨盤開(kāi)口尺寸為60mm中開(kāi)口，然后按檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，合格出球；12)、檢驗(yàn)1將步驟11)精研后的成品球，在40X體視顯微鏡抽樣5000粒，合格判定數(shù)AC＝O兩項(xiàng)均符合后，確保無(wú)磁合金球成品符合GB308 2002中G10標(biāo)準(zhǔn)；13)、清洗采用661清洗劑、超聲波清洗機(jī)清洗，再進(jìn)行脫水油脫水，防銹；14)、目觀揀球用汽油清洗后100％40X體視顯微鏡揀球；15)、檢驗(yàn)2將步驟14)精研后的成品球，在40X體視顯微鏡抽查10000粒，合格判定數(shù)AC＝O，完成成品檢驗(yàn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)100ppm；16)、涂油塑瓶包裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種0.68mm無(wú)磁合金球制造工藝，依次包括如下步驟1)原材料檢驗(yàn)；2)切料；3)光球；4)熱處理；5)清洗、烘干；6)硬研；7)硬研盤加工；8)初研；9)分選；10)精研1；11)精研2；12)檢驗(yàn)1；13)清洗；14)目觀揀球；15)檢驗(yàn)2；16)涂油塑瓶包裝；本發(fā)明0.68mm無(wú)磁合金球制造工藝的有益效果為1、充分利用現(xiàn)有設(shè)備，加工特小，特殊材料，特殊用途的產(chǎn)品，具質(zhì)量水平穩(wěn)定，充分滿足了國(guó)防工業(yè)的要求；2、采用了小槽角、小槽距、大槽深中開(kāi)口的磨盤加工方式，保證了特小鋼球加工過(guò)程的穩(wěn)定性、一致性，防止不合格品產(chǎn)生。
文檔編號(hào)B23P15/00GK101954571SQ201010282769
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者張紅路, 林鐘杰 申請(qǐng)人:溫州市龍灣沙城鋼球廠