專利名稱：一種特大型軸承套圈毛坯的加工工藝的制作方法
一種特大型軸承套圈毛坯的加工工藝技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于工件加工工藝領(lǐng)域，尤其涉及的是一種特大型軸承套圈毛坯的加工工藝。
背景技術(shù)：
目前，軸承行業(yè)加工軸承套圈所使用的套圈毛坯均是采用傳統(tǒng)的成型方法，傳統(tǒng)的成型方法的工藝流程為煉鋼一鑄錠一切除鑄錠帽口和尾部一鑄錠加熱一鍛造(或軋制)成棒料一鋸切(或熱切)下料一料段加熱一鍛造一鐓餅一擴孔一二次加熱一輾擴一正火一調(diào)質(zhì)。這種軸承套圈毛坯的傳統(tǒng)加工方法盡管非常繁瑣，尤其是對于特大型軸承套圈毛坯來說，生產(chǎn)效率非常低，生產(chǎn)成本也較高，但是，多年來該方法在人們的心目中已經(jīng)根深蒂固了。
對于中、小型軸承套圈毛坯來說，由于毛坯的尺寸較小，所使用的棒料尺寸也小，毛坯的下料和鍛造相對容易，易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，生產(chǎn)效率也較高，因此，采用上述傳統(tǒng)的軸承套圈毛坯加工方法是可行的。
對于特大型軸承套圈毛坯來說，由于特大型軸承毛坯尺寸很大，使用的棒料直徑也很大，鍛造和下料比較困難，因此，如果仍然采用“煉鋼一鑄錠一切除鑄錠帽口和尾部一鑄錠加熱一鍛造(或軋制)成棒料一鋸切(或熱切)下料一料段加熱一鍛造一鐓餅一擴孔一二次加熱一輾擴一正火一調(diào)質(zhì)”傳統(tǒng)的非常繁瑣的加工流程，則必將造成生產(chǎn)效率降低，生產(chǎn)成本增加。
從以上特大型軸承套圈毛坯的加工工藝流程可以看出，特大型軸承套圈毛坯是采用鑄錠作為原材料的，由于鋼液澆注出的鑄錠的截面積較大，鑄錠中不可避免地存在著大量且嚴(yán)重的氣孔、嚴(yán)重的疏松、偏析和柱狀晶等鑄造缺陷，因此，為了消除鑄錠中的鑄造缺陷，必須將鑄錠中存在更加嚴(yán)重雜質(zhì)的頭和尾切部切除，然后進行加熱鍛造或軋制成鋼棒， 為了將鋼棒加工成軸承套圈毛坯，必須先將鋼棒切成料段后再次進行加熱鍛造、鐓餅、沖孔后再進行輾擴成軸承套圈毛坯。通過鍛造和輾擴來進一步消除和改善原來鑄錠中的鑄造組織缺陷。在對料段進行鍛造、鐓餅、沖孔后，料段的溫度已經(jīng)遠(yuǎn)低于對其輾擴所需的溫度， 無法再進行輾擴加工，因此需要對其進行二次加熱，使其具有足夠的塑性以便于輾擴成型。 由此可以看出，傳統(tǒng)特大型軸承套圈的成型工藝采用鑄錠作為原材料是導(dǎo)致其加工工序繁多的必然因素，這是由于為了將鑄錠加工成軸承套圈毛坯的形狀，就必須經(jīng)過“切除鑄錠帽口和尾部一鑄錠加熱一鍛造(或軋制)成棒料一鋸切(或熱切)下料一料段加熱一鍛造一鐓餅一擴孔一二次加熱一輾擴一正火一調(diào)質(zhì)，，等諸多繁瑣的工序，除此之外，為了消除鑄錠中嚴(yán)重的氣孔、嚴(yán)重的疏松、偏析和柱狀晶等鑄造缺陷，也必須經(jīng)過反復(fù)鍛造加工才能是這些鑄造缺陷夠得以消除，由于傳統(tǒng)的軸承毛坯成型工藝選擇了鑄錠，就必須采用這樣復(fù)雜的加工工藝才能得到符合形狀和尺寸要求以及鍛件技術(shù)要求的特大型軸承套圈毛坯。發(fā)明內(nèi)容
為了能夠大幅度地降低特大型軸承套圈毛坯的生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，本發(fā)明本著在滿足特大型軸承性能要求的前提下降低特大型軸承生產(chǎn)成本的目的，提出一種能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)軸承套圈毛坯成型工藝的特大型軸承套圈毛坯的成型工藝。
本發(fā)明提出的特大型軸承套圈毛坯的加工工藝為冶煉一鑄造成單件圓形鑄環(huán)件一圓形鑄環(huán)件加熱一輾擴成型；再對輾擴成型工序得到的軸承套圈毛坯進行正火、調(diào)質(zhì)熱處理，獲得能夠符合技術(shù)要求的特大型軸承套圈毛坯。
由于圓形鑄件的截面尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)工藝采用的鑄錠的截面尺寸，因此，與傳統(tǒng)工藝采用的鑄錠相比，鑄環(huán)件中的疏松、氣孔、偏析等鑄造缺陷輕微得多，經(jīng)過后續(xù)的輾擴加工后，鑄環(huán)件中輕微的鑄態(tài)缺陷基本上可以得以消除。
本發(fā)明工藝能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的成型工藝的理論依據(jù)如下眾所周知，鑄件中的疏松、氣孔、偏析等鑄造缺陷的嚴(yán)重程度與鑄件的截面尺寸有關(guān)， 鑄件的截面尺寸越大，鑄件中的疏松、氣孔、偏析等鑄造缺陷就越嚴(yán)重，反之亦然。本發(fā)明采用的軸承套圈毛坯的加工工藝是采用鋼水直接澆注成接近軸承套圈毛坯尺寸的圓形鑄件， 由于圓形鑄件的截面尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)工藝采用的鑄錠的截面尺寸，因此，與傳統(tǒng)工藝采用的鑄錠相比，鑄環(huán)件中的疏松、氣孔、偏析等鑄造缺陷輕微得多，經(jīng)過后續(xù)的輾擴加工后， 鑄環(huán)件中輕微的鑄態(tài)缺陷基本上可以得以消除。
鑒于以上原因，本發(fā)明認(rèn)為，特大型軸承套圈毛坯采用鋼水直接鑄成單件圓形環(huán)件+輾擴一正火一調(diào)質(zhì)的成型工藝可以代替工序繁多的傳統(tǒng)特大型軸承套圈的毛坯。
本發(fā)明提出的特大型軸承套圈毛坯成型工藝的工藝流程是冶煉一單件圓形鑄環(huán)件鑄造一圓形鑄環(huán)件加熱一輾擴成型一正火一調(diào)質(zhì)熱處理；從加工工藝流程可以看出，由于本發(fā)明提出的加工成型工藝與現(xiàn)行軸承環(huán)型鍛件加工工藝相比，減少了鍛造(或軋制)成棒料一鋸切下料一料段加熱一鍛造一鐓餅一擴孔一二次加熱等加工工序，因此，可以大幅度地降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明采用鑄造單件圓形環(huán)件+輾擴的成型工藝代替原來工序繁多的軸承套圈毛坯加工工藝。試驗表明，采用圓形鑄環(huán)件+輾擴的成型工藝生產(chǎn)的特大型軸承毛坯的力學(xué)性能完全能夠滿足特大型軸承套圈的技術(shù)要求。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是采用常規(guī)的冶煉和澆注工藝澆注成單件圓形鑄環(huán)件，然后直接將圓形鑄環(huán)件輾擴加工成軸承套圈的毛坯，輾擴成型工序中的輾擴比大于2 ；再對其進行正火、調(diào)質(zhì)熱處理獲得能夠符合JB_T6396-2006《大型合金結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》技術(shù)要求的特大型軸承套圈毛坯。
具體實施方式
結(jié)合給出的具體實施例對本發(fā)明加工工藝加以說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制實施例以軸承型號013. 30. 1220. 04為例予以說明。
一、加工過程及工藝(1)冶煉工藝(采用42CrMo鋼現(xiàn)有常規(guī)的冶煉工藝)1)冶煉方法采用電弧爐冶煉；2)加料成分廢鐵料、鉬鐵、鉻鐵、硅鐵、錳鐵、鋁絲等；3)每噸鑄件需要加料的重量為廢鐵料1. 184噸、鉬鐵5公斤、鉻鐵18公斤、硅鐵5 公斤、錳鐵12公斤、鋁絲1. 4公斤；4)冶煉溫度1690°C;5)冶煉時間4h。
6)冶煉后鋼液的化學(xué)成分應(yīng)符合表1要求。
表1鋼液的化學(xué)成分7)鋼液的化學(xué)成分合格后，將冶煉爐中的鋼液倒入鋼包中。
8)將漂浮在鋼包上面的渣清除掉，然后采用便攜式測溫儀測量鋼水溫度，將鋼液溫度靜置到1600°C，鎮(zhèn)靜時間3分鐘。
(2)鑄造工藝(采用的是42CrMo鋼現(xiàn)有常規(guī)的鑄造工藝) 1)型砂配方水玻璃8%，膨潤土 1.25%，其余為石英砂。
2)型砂混制工藝用混砂機混制，干石英砂加膨潤土后，干混9min，然后加入水玻璃，混合12min，出砂造型；3)鑄造型砂混合好后應(yīng)立即進行造型，以免型砂硬化；4)澆注溫度:15550C ；5)饒注速度68kg/s;6)澆注時間1 ;7)保溫時間鑄件帶砂型保溫，保溫時間22h，達到保溫時間后進行脫模。
8)待鑄環(huán)件冷卻到450°C時切割澆冒口，然后空冷到室溫。
9)鑄件尺寸Φ 838 X Φ 500 X 242(3)輾擴工藝(采用的是現(xiàn)有42CrMo鋼常規(guī)的輾擴工藝) 采用的輾擴設(shè)備是青島減速機廠生產(chǎn)的輾環(huán)機。
采用的加熱設(shè)備是煤氣加熱爐。
1)、鑄環(huán)件加熱溫度1150°C。
2)、鑄環(huán)件加熱速度150°C /h。
3)、鑄環(huán)件保溫時間4. 5h。
4)、輾擴輾環(huán)機軋制力參數(shù)見表2。
表2輾環(huán)機軋制力參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種軸承套圈毛坯的加工工藝，其特征在于采用常規(guī)的冶煉和澆注工藝澆注成單件圓形鑄環(huán)件，然后直接將圓形鑄環(huán)件輾擴加工成軸承套圈的毛坯；再對輾擴成型工序得到的軸承套圈毛坯進行正火、調(diào)質(zhì)熱處理，獲得能夠符合技術(shù)要求的特大型軸承套圈毛坯。
2.按照權(quán)利1所述的一種軸承套圈毛坯的加工工藝，其特征在于所述的圓形鑄環(huán)件輾擴加工中，輾擴比應(yīng)大于2。
3.按照權(quán)利1所述的一種軸承套圈毛坯的加工工藝，其特征在于所述的軸承套圈毛坯正火工序，采用現(xiàn)有42CrMo鋼常規(guī)的正火工藝；工件升溫到650°C，保溫lh，再升溫到 870°C，保溫8h后出爐風(fēng)冷。
4.按照權(quán)利1所述的一種軸承套圈毛坯的加工工藝，其特征在于所述的軸承套圈毛坯調(diào)質(zhì)熱處理工序，采用現(xiàn)有42CrMo鋼常規(guī)的調(diào)質(zhì)工藝；工件升溫到650°C，保溫lh，再升到840 V，保溫2.證后出爐淬入PAG水劑中淬火后在2小時內(nèi)進行回火，工件在回火爐中升溫到580°C，保溫6小時出爐空冷。
全文摘要
本發(fā)明屬于工件加工工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種特大型軸承套圈毛坯的加工工藝，采用常規(guī)的冶煉和澆注工藝澆注成單件圓形鑄環(huán)件，然后直接將圓形鑄環(huán)件輾擴加工成軸承套圈的毛坯，輾擴成型工序中的輾擴比大于2；再對輾擴成型工序得到的軸承套圈毛坯進行正火、調(diào)質(zhì)熱處理，獲得能夠符合技術(shù)要求的特大型軸承套圈毛坯。本發(fā)明提出的加工工藝與現(xiàn)行軸承環(huán)型鍛件加工工藝相比，減少了鍛造(或軋制)成棒料—鋸切下料—料段加熱—鍛造—鐓餅—擴孔—二次加熱等加工工序，可以大幅度地降低生產(chǎn)成本，所生產(chǎn)的特大型軸承套圈毛坯的力學(xué)性能完全能夠滿足特大型軸承套圈的技術(shù)要求。
文檔編號B21H1/06GK102489637SQ201110363369
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者劉匯河, 孫小東, 尤蕾蕾, 李昭昆, 焦景明, 王明禮, 端木培蘭, 陳翠麗 申請人:洛陽Lyc軸承有限公司