专利名称：高速纺机轴承钢球的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢球生产制造技术领域，尤其涉及一种高速纺机轴承钢球的生产工艺。
背景技术：
随着化纤行业的新技术高速发展，促使生产技术和生产设备不断向高速、高效、连续化、自动化方向发展。为了能符合行业的趋势，对于轴承行业提出了更好的要求。高速纺机轴承广泛用于与纺织机械各部位转杯纺(转杯、分梳辊、压轮、导轮、支撑轮、皮辊)轴承及结合件；由于其转速高，对轴承的寿命要求严格。轴承内除了内外套圈外钢球也是主要影响整体轴承寿命的部件之一，因此需要其向耐高温、高速、长寿命技术方向推进
发明内容
发明目的为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种高速纺机轴承钢球的生
产工艺。技术方案为了实现以上目的，本发明所述的一种高速纺机轴承钢球的生产工艺，它包括如下步骤
1、冷镦将轴承钢丝冲压成钢球冷镦毛坯球；
2、热处理将毛坯球投入到网带式连续炉中采用可控保护气氛进行加热淬火，淬火加热温度840-850°C，淬火加热时间60-80分钟，淬火介质快速光亮淬火油；淬火介质温度40-100°C ;将淬火完了的钢球在-10°到-40°的冷却水中进行冷冻处理，然后进行回火，回火加热温度170-200°C，保温时间160-180分钟；
3、研削I:将经过热处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，陶瓷砂轮150-200目，加工速度50-100rpm,压力l_5Mpa,研削介质柴油；
4、表面强化处理采用表面强化机对经过研削I后的钢球进行表面强化处理，处理参数为转速20-30rpm/min，处理时间60-150分钟，硬度值63_66HRC ；
5、研削II:将经过表面强化处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮500-1500目，加工速度:50-100rpm，压力:l_5Mpa，研削介质柴油；
6、精研将经过研削的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮采用5000-6000目，加工速度20-50rpm，压力2_4Mpa，研削介质柴油；
7、外观自动选别经过精研后的钢球首先要采用光电涡流外观仪对钢球缺陷进行选另O，选别时光源探头发出100%的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30%-80%，设定浅黑的感度为10%-30%，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品；然后将选出的合格品采用涡流探伤仪再次进行选别，设定涡流感度40%-100%，当在涡流感度设定值范围内时，钢球被判定为合格品；
8、将选别出的合格品进行包装。
为了缩减工艺流程，步骤I中冷镦毛坯球的冲压量为O. 15-0. 20mm。作为优选，步骤6所述的精研过程中钢球的波纹度控制在低频L:l-2um/s;中频M l_3um/s ;高频 H:8_9um/s。有益效果本发明与现有技术相比具有以下优点
(1)本发明所述的工艺通过对材料、热处理以及表面强化工艺的参数的控制来达到钢球适正应力，从而达到高转速条件下提高钢球使用寿命的目的，钢球疲劳寿命经过客户技术中心对本发明制作的钢球合套后的轴承进行测试，基本额定寿命的试验值Lltlt大于4000小时，可靠度达到100%，钢球寿命试验值较普通钢球高出3-5倍；
(2)采用表面强化机通过钢球自身的相互撞击来达到硬度值的提高，同时通过钢球的自身冲击力量来取得在钢球内部特定的深度分布适当的应力梯度，通过外界的应力追加和 轴承钢本身通过热处理后的应力达到平衡点，将应力值分布有梯度的分布在钢球表面到内部的一定深度范围内；
(3)将表面强化加入到研削I之后，形成热处理、研削I、表面强化的工序步骤，从而调整了经过表面强化后的应力在钢球内部的梯度分布，将其控制在钢球表面钢球直径深度的5%以内；
(4)提高了钢球的压碎负荷值，相比国家标准高出2-3倍；
(5)经年变化率为max:5Χ ΙΟΛιι ，龟裂敏感值为max :3. 2um。
具体实施例方式下面结合附图
和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同变换或修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例I
一种高速纺机轴承钢球的生产工艺，它包括如下步骤
1、冷镦将轴承钢丝冲压成钢球冷镦毛坯球，其冲压量为O.15-0. 20mm,
通过设计机床模具，以及钢丝原材料的料段长度的计算，使冲压后的冷镦毛坯球飞边很小或基本没有；
2、热处理将毛坯球投入到网带式连续炉中采用可控保护气氛进行加热淬火，淬火加热温度840-850°C，淬火加热时间70分钟，淬火介质快速光亮淬火油；淬火介质温度40-100°C;将淬火完了的钢球在-10°到-40°的冷却水中进行冷冻处理，然后进行回火，回火加热温度170-200°C，保温时间170分钟；
3、研削I:将经过热处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，陶瓷砂轮150-200目，加工速度IOOrpm,压力l_5Mpa,研削介质柴油；
4、表面强化处理采用表面强化机对经过热处理后的钢球进行表面强化处理，处理参数为转速25rpm/min，处理时间105分钟，硬度值65HRC ；
5、研削II:将经过表面强化处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮500-1500目，加工速度80rpm，压力l_5Mpa，研削介质柴油；
6、精研将经过研削的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮采用5000-6000目，加工速度35rpm，压力2_4Mpa，研削介质柴油；该精研过程中钢球的波纹度控制在低频 L: l_2um/s ;中频 M :l_3um/s ;高频 H:8_9um/s ；
7、外观自动选别经过精研后的钢球首先要采用光电涡流外观仪对钢球缺陷进行选另O，选别时光源探头发出100%的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30%-80%，设定浅黑的感度为10%-30%，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品；然后将选出的合格品采用涡流探伤仪再次进行选别，设定涡流感度40%-100%，当在涡流感度设定值范围内时，钢球被判定为合格品；
8、将选别出的合格品进行包装。经上述工艺加工的钢球球批直径变动量O. 06，球直径变动量O. 01，球形误差
O.04，表面粗糙度RaO. 001，圆度O. 04。钢球疲劳寿命经客户技术中心对钢球合套后的轴承样品检测，基本额定寿命的试验值Lltlt= 4028小时，可靠度达到100%，远远超过《滚动轴 承精品钢球技术条件》要求；钢球的压碎负荷值为18.8 KN，相比国家标准(5/32”国家标准为8. 4KN)高出2. 2倍，经年变化率为2. 50X 10_4um，龟裂敏感值为I. 96um。实施例2
一种高速纺机轴承钢球的生产工艺，它包括如下步骤
I、冷镦将轴承钢丝冲压成钢球冷镦毛坯球，其冲压量为O. 15-0. 20mm,
通过设计机床模具，以及钢丝原材料的料段长度的计算，使冲压后的冷镦毛坯球飞边很小或基本没有；
(2)、热处理将毛坯球投入到网带式连续炉中采用可控保护气氛进行加热淬火，淬火加热温度840-850°C，淬火加热时间60分钟，淬火介质快速光亮淬火油；淬火介质温度40-100°C;将淬火完了的钢球在-10°到-40°的冷却水中进行冷冻处理，然后进行回火，回火加热温度170-200°C，保温时间160分钟；
3、研削I:将经过热处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，陶瓷砂轮150-200目，加工速度80rpm,压力l_5Mpa,研削介质柴油；
4、表面强化处理采用表面强化机对经过热处理后的钢球进行表面强化处理，处理参数为转速20rpm/min，处理时间60分钟，硬度值65HRC ；
5、研削II:将经过表面强化处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮500-1500目，加工速度50rpm，压力l_5Mpa，研削介质柴油；
6、精研将经过研削的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮采用5000-6000目，加工速度20rpm，压力2_4Mpa，研削介质柴油；；该精研过程中钢球的波纹度控制在低频 L: l_2um/s ;中频 M : l_3um/s ;高频 H: 8_9um/s ；
7、外观自动选别经过精研后的钢球首先要采用光电涡流外观仪对钢球缺陷进行选另O，选别时光源探头发出100%的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30%-80%，设定浅黑的感度为10%-30%，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品；然后将选出的合格品采用涡流探伤仪再次进行选别，设定涡流感度40%-100%，当在涡流感度设定值范围内时，钢球被判定为合格品；
8、将选别出的合格品进行包装。经上述工艺加工的钢球球批直径变动量O. 05，球直径变动量O. 04，球形误差O. 02，表面粗糙度Ra O. 0009，圆度O. 02。钢球疲劳寿命经客户技术中心对钢球合套后的轴承样品检测，基本额定寿命的试验值L1(lt=4102小时，可靠度达到100%，远远超过《滚动轴承精品钢球技术条件》要求；钢球的压碎负荷值为21. 5KN，相比国家标准(5/32”国家标准为8. 4KN)高出2. 5倍，经年 变化率为2. 52X 10_4um,龟裂敏感值为I. 90um。实施例3
一种高速纺机轴承钢球的生产工艺，它包括如下步骤
1、冷镦将轴承钢丝冲压成钢球冷镦毛坯球，其冲压量为O.15-0. 20mm,
通过设计机床模具，以及钢丝原材料的料段长度的计算，使冲压后的冷镦毛坯球飞边很小或基本没有；
2、热处理将毛坯球投入到网带式连续炉中采用可控保护气氛进行加热淬火，淬火加热温度840-850°C，淬火加热时间80分钟，淬火介质快速光亮淬火油；淬火介质温度40-100°C;将淬火完了的钢球在-10°到-40°的冷却水中进行冷冻处理，然后进行回火，回火加热温度170-200°C，保温时间180分钟；
3、研削I:将经过热处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，陶瓷砂轮150-200目，加工速度50rpm，压力l_5Mpa，研削介质柴油；
4、表面强化处理采用表面强化机对经过热处理后的钢球进行表面强化处理，处理参数为转速30rpm/min，处理时间150分钟，硬度值67HRC ；
5、研削II:将经过表面强化处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮500-1500目，加工速度100rpm，压力l_5Mpa，研削介质柴油；
6、精研将经过研削的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮采用5000-6000目，加工速度50rpm，压力2_4Mpa，研削介质柴油；该精研过程中钢球的波纹度控制在低频 L: l_2um/s ;中频 M :l_3um/s ;高频 H:8_9um/s ；
7、外观自动选别经过精研后的钢球首先要采用光电涡流外观仪对钢球缺陷进行选另O，选别时光源探头发出100%的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30%-80%，设定浅黑的感度为10%-30%，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品；然后将选出的合格品采用涡流探伤仪再次进行选别，设定涡流感度40%-100%，当在涡流感度设定值范围内时，钢球被判定为合格品；
8、将选别出的合格品进行包装。经上述工艺加工的钢球球批直径变动量O. 05，球直径变动量O. 02，球形误差
O.02，表面粗糙度RaO. 0010,圆度O. 05。钢球疲劳寿命经客户技术中心对钢球合套后的轴承样品检测，基本额定寿命的试验值Lltlt= 4076小时，可靠度达到100%，远远超过《滚动轴承精品钢球技术条件》要求；钢球的压碎负荷值为23. 8KN，相比国家标准(5/32”国家标准为8. 4KN)高出2. 8倍，经年变化率为2. 48X 10_4um，龟裂敏感值为I. 94um。
权利要求
1.一种高速纺机轴承钢球的生产工艺，其特征在于它包括如下步骤 (1)、冷镦将轴承钢丝冲压成钢球冷镦毛坯球； (2)、热处理将毛坯球投入到网带式连续炉中采用可控保护气氛进行加热淬火，淬火加热温度840-850°C，淬火加热时间60-80分钟，淬火介质快速光亮淬火油；淬火介质温度40-100°C ;将淬火完了的钢球在-10°到-40°的冷却水中进行冷冻处理，然后进行回火，回火加热温度170-200°C，保温时间160-180分钟； (3)、研削I:将经过热处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，陶瓷砂轮150-200目，加工速度50-100rpm，压力l_5Mpa，研削介质柴油； (4)、表面强化处理采用表面强化机对经过研削I后的钢球进行表面强化处理，处理参数为转速20-30rpm/min，处理时间60-150分钟，硬度值63_66HRC ； (5)、研削II:将经过表面强化处理的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮500-1500目，加工速度:50-100rpm，压力:l_5Mpa，研削介质柴油； (6)、精研将经过研削的钢球采用研磨机和砂轮进行加工，树脂砂轮采用5000-6000目，加工速度20-50rpm，压力2_4Mpa，研削介质柴油； (7)、外观自动选别经过精研后的钢球首先要采用光电涡流外观仪对钢球缺陷进行选另O，选别时光源探头发出100%的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30%-80%，设定浅黑的感度为10%-30%，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品；然后将选出的合格品采用涡流探伤仪再次进行选别，设定涡流感度40%-100%，当在涡流感度设定值范围内时，钢球被判定为合格品； (8)、将选别出的合格品进行包装。
2.根据权利要求I所述的高速纺机轴承钢球的生产工艺，其特征在于步骤(I)中冷镦毛坯球的冲压量为O. 15-0. 20mm。
3.根据权利要求I所述的高速纺机轴承钢球的生产工艺，其特征在于所述步骤(6)中精研过程中钢球的波纹度控制在低频L: l-2um/s;中频M:l-3um/s ;高频H:8_9um/s。
全文摘要
本发明公开了一种高速纺机轴承钢球的生产工艺，它包括如下步骤冷镦→热处理→研削Ⅰ→表面强化→研削Ⅱ→精研→外观选别→包装。本发明所述的工艺通过对材料、热处理以及表面强化工艺的参数的控制来达到钢球适正应力，从而达到高转速条件下提高钢球使用寿命的目的，钢球疲劳寿命经过客户技术中心对本发明制作的钢球合套后的轴承进行测试，基本额定寿命的试验值L10t大于4000小时，可靠度达到100%，钢球寿命试验值较普通钢球高出3-5倍。
文档编号B23P15/00GK102848155SQ201210357518
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者张立, 陈雅平 申请人:椿中岛机械(太仓)有限公司