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解析衝壓滾針軸承的熱處理新科技

衝壓外圈滾針軸承

我們知道在衆多運用衝壓滾針軸承行業中,選用以轎車行業爲代表的衝壓滾針軸承的運用狀況來闡明,要使轎車跑得快,就要減輕整個轎車自身的分量,在其他條件不變的狀況下僅對轎車減速器(箱)內的軸承結構進行評論,除了設備正常的實體軸承以外,還由於遭到內部空間徑向尺度的限制,希望能夠將減速器內的一切軸承的結構變得小而輕型化,並具有較高的強度,能夠接受較大的載荷和較高的轉速,並具有很好的耐磨功能,故減速器內還需求具有必定數量的HK型衝壓滾針軸承來配套。


一、衝壓外圈和保持架

製造衝壓外圈和保架的資料是用碳含量(wC=0.006%~0.009%)很低的、外表清潔亮光的、尺度精度又很高的低碳鋼冷軋卷板上衝壓拉伸成型的,它們的厚度一般在0.63~1.5mm,這種資料的硬度在90~120HV10左右,其金相安排是較爲均勻的顆粒狀鐵素體和很少量的三次滲碳體(遊離滲碳體),這種安排很適合於做深拉孔零件,如可做衝壓外圈和保持架等深孔零件。衝壓外圈或保持架的成型,根據企業的設備狀況,有多道渙散型單工序加工的或一臺多功能組合式衝壓機牀加工這二種工況。前者的設備一次性出資費用較低,但從落料、多次拉伸、切邊等的工序來看,工藝流程和操作人員較多,零件的尺度精度低; 後者的設備一次性出資雖然較大,可是人力投入少,一個人能夠在一臺多功能機牀上做到落料、多次拉伸及切邊等工序,輕鬆地完結衝壓外圈或保持架的全過程,其製品精度高、產值大等特點是值得推廣運用的。


1.衝壓外圈和保持架的熱處理要求

衝壓外圈和保持架的資料同上所述,資料牌號一般是DC03M、DC04M、C15Mn、16MnCr5等,衝壓外圈的滲碳(碳氮共滲)層深度一般在0.08~0.33mm(丈量有用硬化層深度:應從外表垂直丈量到550HV處爲準)滲碳淬火後的硬度840~900HV;保持架的滲碳(碳氮共滲)層深度一般在0.02~0.12mm(丈量總硬化層深度:從零件外表垂直丈量到與金屬基體安排間的顯微硬度或顯微安排沒有明顯變化的那一層硬化層間隔),滲碳淬火後的硬度410~550HV。金相安排是細針狀馬氏體,渙散細微的碳化物以及少量的殘留奧氏體。


上述二種產品的滲碳淬火根本都是挑選網帶爐較爲適宜,其間又以帶循環電扇及有馬弗罐的網帶爐做出的產質量量爲最好。由於滲碳層很薄,它的滲碳(碳氮共滲)時刻很短,這就需求爐內氣氛很均勻,爲此需求有循環電扇來攪拌氣氛,使爐內滲碳(碳氮共滲)氣氛到達均勻化,確保產質量量的安穩性。可是國內有循環電扇的網帶爐根本是沒有馬弗罐的,有馬弗罐的網帶爐爐爐膛尺度既很小又沒有電扇,國內外的循環電扇結構也不同,國內的循環電扇要確保產質量量繼續的安穩性則有必定難度。瑞士Safed公司的帶循環電扇的馬弗罐網帶爐現已能夠做到網帶寬度在1000mm左右的爐子,馬弗罐的寬度到達1200mm,根據產值的大小爐子有4~6個循環電扇,它專門供應滲碳(碳氮共滲)層較薄,質量要求又很高的產品運用,衝壓滾針軸承的熱處理就屬於此規模。


2.網帶爐內的氣氛操控

首要要求一切進入爐膛內的產品零件有必要清洗潔淨並烘乾。各種氣源的質量有必要得到確保,其間它們的純度應該是甲醇≥99.9%,丙烷≥95%,液氮≥99.999%,關於液氮來說,其一升液氮能夠氣化成647L氮氣,所以用液氮製造氮氣是很理想的手段,它的設備維護和操作都很便利。


關於新的爐子在投產前有必要依照設備廠商的要求進行緩慢的烘爐及升溫,並要再一次地擰緊一切螺栓,查看一切的密封處,關於停爐後從頭開爐時,新老設備都有必要排除爐膛內的空氣,即在落料口的下端應該有氮氣進口,待爐溫升到650℃時翻開尾部的氮氣球閥,氮氣從落料口處進入爐膛內,並將爐膛內的CO2H2O等有害氣氛從爐膛內部逐步趕開,這需求5~10h,在爐溫升到780℃時通入滴注式甲醇或低溫甲醇裂解氣,繼續升溫到850℃並保溫一段時刻後通入丙烷和氮氣,一起關閉爐尾的氮氣閥門,甲醇丙烷氮氣進入爐膛後的制氣時刻稍爲長一點較好,在循環電扇的效果下能夠使爐內氣氛愈加均勻一些。


在新爐子啓用時需求對網帶及爐膛進行預滲碳,有時碳勢儀顯現現已到達技能要求,可是火焰色彩呈現藍色時闡明爐內氣氛依然有空氣存在,爐內有氧氣存在會使工件外表呈現花斑及脫碳,硬度降低,金相安排檢測能夠看到黑色安排。關於無馬弗罐的爐膛來說,由於輕質耐火磚和硅酸鋁耐火纖維上的小孔中的空氣和水分要將它們置換出去,若是新的爐子沒有烘得很乾則要將爐蓋板鬆開,留出10mm左右的高度的空隙讓水氣逸出去,然後蓋好爐蓋板擰緊螺絲即可,也能夠用其他辦法排除。爲了削減空氣進入爐膛,除了操控爐門高度以外,還有必要將落料口處的油簾上下方的油煙氣用抽氣泵抽出,抽出量經過球閥來調整,抽出的油煙氣經過汽水分離器經流量計操控再送到爐口同甲醇氣集合對爐口進行火封。


在調整爐內氣氛的過程中,網帶外表不能有碳黑呈現,爐口火焰色彩呈現桔黃色時爐內氣氛應該調整好了,此刻能夠正式進工件了。無馬弗罐網帶爐的爐膛壽命是有必定年限的,進口設備它的運用壽命在十年左右,此刻設備呈現工藝資料、儀器儀表、爐內氣氛及運行都很正常的狀況下,可是做出的滲碳(碳氮共滲)件的層深及硬度都達不到技能要求,查看爐子的走漏點又十分困難,無奈只好提高溫度、延伸時刻來對付,實際上爐襯現已呈現裂紋,爐內氣氛消耗量增多,需求從頭砌築爐膛。關於有馬弗罐的網帶爐來說,它的馬弗罐的運用壽命在5年左右,一旦馬弗罐呈現裂紋很快能夠查出,及時對馬弗罐進行修正或更新,爐膛的運用壽命能夠長達30年左右。


爐內碳勢的標定能夠用含碳量在0.06%厚度0.05mm的低碳鋼鋼箔(定碳片)來校正,校正氧探頭碳勢的辦法一般有兩種:


一種是稱重法,用精度是萬分之一的分析天平作爲稱重計量規範,將除鏽、除油、清洗潔淨並烘乾的鋼箔進行稱重,然後進入爐內進行工藝滲碳,鋼箔在進出爐時都不能碰到髒物,鋼箔出爐前需求預冷後才幹出爐,鋼箔在進出爐時的色彩都是銀白色的,出爐後清洗烘乾再次稱重,然後根據公式進行計算便是爐內該氧探頭方位的碳勢。


另外一種是用焚燒法來丈量鋼箔的碳勢,這種辦法簡略、精確、快速,它的制樣辦法同前,將鋼箔從試樣孔中取出後,放在C230碳硫分析儀中,其碳硫分析儀同天平銜接在一起的,在該儀器中通入氮氣和氧氣,接通開關鋼箔瞬時焚燒,此刻產生一氧化碳和二氧化碳,在一分鐘內鋼箔的碳勢就顯現出來了。


選用滴注式網帶爐的進氣管,往往由於在爐頂部的保溫層溫度偏低而常常發作堵死現象,造成可控氣氛達不到技能要求,然後影響產質量量。假如關於滴注式甲醇和丙烷等管子進行特別的改造,它不會使進入管子的氣氛常常堵塞,能夠做到管子一年以上不整理,使爐內氣氛保持長時刻的安穩。另外在油槽的上方,即落料口處的二側邊有必要有∮150mm的窺視孔,便於觀察及調整油幕(簾)的大小,以削減油煙氣進入爐膛內,造成碳勢虛高現象。在需求時定爐後能夠翻開二側的窺視孔對油幕(簾)槽口進行整理,使油幕暢通。油槽內部的油循環泵、油簾泵、油冷卻泵等有必要確保資料優質,否則會影響淬火件的亮光色。


二、滾針

衝壓滾針軸承的滾動體它需求接受較大的載荷,爲此只能做成長徑比相差懸殊的針形形式,由於一般的衝壓滾針軸承的結構不能太大,所以滾針的直徑一般≤5mm,其長度則是直徑的3~10倍。


滾針的資料是GCr15或100Cr6,原始安排需求到達JB/T 1255—2014高碳鉻軸承鋼零件熱處理技能規範中的2級球化,硬度在179~207HBW,高碳鉻軸承鋼鋼絲在高速切斷機切成所需求的規格,然後裝入傾斜必定視點的八角形滾桶內,桶內放入必定數量的滾針毛料和磨料及溶劑等,以必定的轉速循環作業,在進行幾十個小時拋光後的滾針兩頭則呈現出光滑的圓弧,到達了技能要求。


滾針的淬火有兩種辦法:關於品種規格較多而產值較低的淬火選用小型的滾筒爐,進出料辦法都是從前面爐口進出,後面爐口通入可控氣氛,該爐的結構簡略操作便利,它的爐膽(馬弗罐)爲二端有錐度的八角筒形結構,在循環旋轉時滾針能夠天然翻滾,到達每個滾針都受熱均勻,加熱爐內有三支熱電偶,即爐膛內一支,用於操控溫度;爐膽(馬弗罐)內一支指示實際溫度、另外一支用於超溫報警。爐內通入氮氣、甲醇、丙烷對滾針進行維護加熱,淬火槽內有循環攪拌泵和導流板,能夠使淬入油中的滾針硬度均勻,取得淬火硬度(65~66HRC)散差小的優點。建議不用網帶爐加熱。關於很大批量的滾針加熱淬火則要用大型滾筒爐,進料辦法是後邊進料和通入可控氣氛,前面出料,爐子結構是用耐熱鋼板捲成園型筒體,筒內焊接着接連光滑的內縲旋形耐熱鋼板,滾針在滾筒內既可前進又能夠天然翻動,做到粒粒滾針加熱均勻。淬火槽內有循環導流行設備和能夠守時搬運的4個圓形帶有許多小孔的不鏽鋼接料筐。其他接料辦法也能夠用輸送帶提高結構等。


三、淬火冷卻介質的挑選

滾針第一次淬火是在大(小)滾筒爐中加熱,它的淬火辦法都是滾筒在邊旋轉邊接連出料,一起陸陸續續落入淬火油槽中,然後取得硬而均勻的硬度。其淬火油選用快速亮光淬火油,由於它的蒸氣膜階段短,高低溫冷速快,熱氧化安定功能好,油的帶耗少易清冼,外表光潔度好,運用壽命長,能夠使滾針淬火後硬度渙散度小而均勻等特點。


關於組裝好的全體衝壓滾針軸承來說,它的淬火冷卻介質應該挑選飽滿蒸氣壓、亮光性、冷卻性、抗氧化功能較好、易清冼及運用壽命較長的淬火油,在氣體滲碳(碳氮共滲)後的淬火過程中具有很好的淬硬功能和很少的淬火畸變,由於產品的有用壁厚較薄,所以用分級淬火油即可;分級淬火油在高溫時的閃點和燃點高,高溫時的冷卻速度快,低溫時的冷卻速度慢,這樣能夠將衝壓外圈和保持架滲碳(碳氮共滲)淬硬,又能夠將高碳鉻軸承鋼做的滾針取得硬而均勻的硬度,還能顯殊地削減畸變,到達技能要求。新油在投入運用前需求進行脫氣處理,作業過程中的油平時要求裝備一臺高速離心機,它不損傷油品的理化功能,還能夠將污物脫離出來,使淬火油能夠保持長時刻的清潔和淬火功能的安穩,還延伸淬火油的運用壽命到達十年以上。


四、全體衝壓滾針軸承的熱處理

全體衝壓滾針軸承熱處理的第一步有必要先對滾針進行加工,即將滾針在滾筒爐內進行加熱淬火及回火,加熱時爐內的碳勢CP=1.0~1.1%,加熱溫度(845~870)℃±5℃,用快速亮光淬火油,油溫80℃,心部淬火硬度在760+80HV,外表硬度在780+160HV,回火溫度160~180℃,回火後的硬度≥810HV,金相安排是回火隱晶、細微結晶或小針狀馬氏體、均勻分佈的細微殘留碳化物和少量殘留奧氏體。


將熱處理完工後的滾針進行磨、拋等機加工後用全自動高速分選機進行外形尺度分選,然後根據技能要求,在一臺能夠將現已熱處理過的滾針和沒有經過熱處理的保持架和衝壓外圈,進行全自動裝配並封口的機器上完結組裝,成爲全體衝壓滾針軸承。


最後將它們在放網帶爐內進行滲碳(碳氮共滲)淬火,淬火冷卻介質爲分級淬火油,油溫80℃,滲碳溫度820~870℃,爐內氣氛是甲醇丙烷氮氣,碳勢CP =0.9%~1.2%,滲碳時刻根據技能要求一般在30~100min,衝壓外圈的滲碳層深度0.08~0.33mm,滲碳淬火硬度840~900HV;保持架的滲碳層深度0.02~0.12mm,滲碳淬火硬度410~550HV。


關於滾針來說滲碳淬火前的金相安排是回火隱針、細微結晶或小針狀馬氏體、均勻分佈的細微殘留碳化物和少量殘留奧氏體,它們在第2次滲碳淬火時,由於時刻較短,關於高碳鉻軸承鋼來說安排不會粗大,反而能使安排更細更均勻化,並提高觸摸疲勞強度,此刻的淬火硬度≥910HV,回火後的硬度≥810HV。本文來自原創: 侯奎  熱處理生態圈。

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