一种锻造铁路轴承套圈外圈滚道流线的方法与流程

本发明涉及轴承套圈制备领域，特别涉及一种锻造铁路轴承套圈外圈滚道流线的方法。

背景技术

金属材料在加工过程中，其内部的气孔疏松及各种夹杂物沿变形方向伸长，呈纤维状分布。在其纵截面上经抛光和酸腐蚀后，可以看到条纹状的线条，称为金属纤维组织或金属流线。金属流线是金属中的低熔点成分和带状组织偏析在轧制或挤压时伸展而形成的。

就轴承而言，影响轴承寿命的主要破坏形式是疲劳剥落，而轴承的疲劳剥落与金属流线有很大关系。传统工艺的切削金属形成滚道导致材料利用率低，经过较大切削余量加工得到的轴承套圈的滚道切断了金属流线，金属流线发生逆向。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明公开了一种锻造铁路轴承套圈外圈滚道流线的方法。

本发明所采用的技术方案如下：

1、一种锻造铁路轴承套圈外圈滚道流线的方法，其特征在于包括以下步骤：

a、选择制备轴承套圈的原材料，原材料通过锯床剪切后得到料段；

b、将料段放入加热炉内加热至1150℃～1200℃，加热后进行镦粗；镦粗使料段的高度减小而横截面增大；

c、将步骤b中的料段进行反挤压；压力机配合压力机的冲压模具进行冲孔；所述冲压模具为直径为85mm的成型冲头；冲出盲孔和余料；余料为环形；冲孔时加入煤粉润滑模具或在所述冲头前部涂抹润滑油；得到高度为185mm的料段；

d、将余料与盲孔分离；分离后将余料用压力机压平至172mm并同时修整内角度；

e、将步骤d中的余料的平端面送到辗环机上进行多次循环辗扩；余料辗扩得到带滚道的外圈锻件；终次辗扩时外圈的外径余量相对于初次辗扩时减少0.5mm～1.0mm，终次辗扩时滚道的直径余量相对于初次辗扩时增加0.5mm～1.0mm；得到温度为850℃～900℃的外圈锻件；

f、通过整形检验，得到金属流线沿滚道分布的轴承套圈的外圈锻件。

其进一步的技术特征为：步骤c和步骤d中的压力机提供6300kn的压力。

其进一步的技术特征为：将步骤d中的余料的平端面送到辗环机上进行多次循环辗扩；余料辗扩得到带滚道的外圈锻件；终次辗扩时外圈的外径余量相对于初次辗扩时减少0.5mm，终次辗扩时滚道的直径余量相对于初次辗扩时增加0.5mm；这时外圈锻件温度在850℃～900℃。

本发明的有益效果如下：

在轴承套圈中，金属流线与轴承套圈的工作表面平行为最好。与工作表面所成的角度越大越不好，垂直于工作表面为最差。使用本发明的工艺流程可以明显改善轴承套圈的金属流线形状，金属流线分布理想，改善轴承套圈的外圈滚道流线逆向的现象，改善轴承套圈的质量，提高轴承套圈的平均使用寿命。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为本发明的料段的剖面图。

图3为本发明镦粗时的结构剖面图。

图4为本发明反挤压时的结构剖面图。

图5为本发明分离压平时的结构剖面图。

图6为本发明辗扩轧制时的结构剖面图。

图中：1、料段；2、盲孔；3、余料；4、滚道；5、外圈锻件。

具体实施方式

下面结合附图及三个制备k级铁路轴承套圈的实施例，说明锻造轴承套圈外圈滚道流线的方法，轴承套圈包括外圈和内圈。图1为本发明的工艺流程图。如图1所示，制备轴承套圈的外圈和内圈包括以下步骤。

a、选择制备轴承套圈的原材料，原材料通过锯床剪切后得到料段1。

b、将料段1放入加热炉内加热至1150℃～1200℃，加热后进行镦粗。镦粗使料段1的高度减小而横截面增大。

c、将步骤b中的料段1进行反挤压。压力机配合压力机的冲压模具进行冲孔。冲压模具为直径为85mm的成型冲头。冲出盲孔2和余料3。盲孔2的冲出料可做其他的轴承套圈。余料3为环形。冲孔时加入煤粉润滑模具或在冲头前部涂抹润滑油。得到高度为185mm的料段1。

d、将余料3与盲孔2分离。分离后将余料3用压力机提供6300kn的力，压平至172mm并同时修整内角度。

e、将步骤d中的余料3的平端面送到辗环机上进行多次循环辗扩。余料3辗扩得到带滚道4的外圈锻件5。终次辗扩时外圈的外径余量相对于初次辗扩时减少0.5mm～1.0mm，终次辗扩时滚道4的直径余量相对于初次辗扩时增加0.5mm～1.0mm。得到温度为850℃～900℃的外圈锻件5。

f、通过整形检验，得到金属流线沿滚道4分布的轴承套圈的外圈锻件5。

实施例1：

a、图2为本发明的料段剖面图。如图2所示，选择制备k级铁路轴承套圈的原材料gcr15，k级铁路轴承套圈是根据aar标准m-934设计的。gcr15是高碳铬，gcr15通过型号为gz4230的数控锯床剪切后得到料段1。

b、图3为本发明镦粗时的结构剖面图。如图3所示，将料段1水平放入体积为1160×1025×4500的加热炉内加热至1150℃，加热后进行镦粗。镦粗使料段1的高度减小而横截面增大。

c、图4为本发明反挤压时的结构剖面图。如图4所示，将步骤b中的料段1进行反挤压。压力机配合压力机的冲压模具进行冲孔。冲压模具为直径为85mm的成型冲头。冲出盲孔2和余料3。余料3为环形。冲孔时加入煤粉润滑模具或在冲头前部涂抹润滑油。得到高度为185mm的料段1。

d、图5为本发明分离压平时的结构剖面图。如图5所示，将余料3与盲孔2分离。分离后将余料3用压力机提供6300kn的力，压平至172mm并同时修整内角度。

e、图6为本发明辗扩轧制时的结构剖面图。如图6所示，将步骤d中的余料3的平端面送到辗环机上进行多次循环辗扩。余料3辗扩得到带滚道4的外圈锻件5。终次辗扩时外圈的外径余量相对于初次辗扩时减少1.0mm，终次辗扩时滚道4的直径余量相对于初次辗扩时增加1.0mm。得到温度为850℃外圈锻件5。

f、通过整形检验，得到金属流线沿滚道4分布的轴承套圈的外圈锻件5。

金属流线是gcr15在轧制或挤压时伸展而形成的。在轴承套圈的外圈的纵截面上经抛光和酸腐蚀后，可以看到条纹状的线条。

实施例2：

a、图2为本发明的料段剖面图。如图2所示，选择制备k级铁路轴承套圈的原材料gcr15。gcr15通过型号为gz4230的数控锯床剪切后得到料段1。

b、图3为本发明镦粗时的结构剖面图。如图3所示，将料段1水平放入体积为1160×1025×4500的加热炉内加热至1200℃，加热后进行镦粗。镦粗使料段1的高度减小而横截面增大。

c、图4为本发明反挤压时的结构剖面图。如图4所示，将步骤b中的料段1进行反挤压。压力机配合压力机的冲压模具进行冲孔。冲压模具为直径为85mm的成型冲头。冲出盲孔2和余料3。余料3为环形。冲孔时加入煤粉润滑模具或在冲头前部涂抹润滑油。得到高度为185mm的料段1。

d、图5为本发明分离压平时的结构剖面图。如图5所示，将余料3与盲孔2分离。分离后将余料3用压力机提供6300kn的力，压平至172mm并同时修整内角度。

e、图6为本发明辗扩轧制时的结构剖面图。如图6所示，将步骤d中的余料3的平端面送到辗环机上进行多次循环辗扩。余料3辗扩得到带滚道4的外圈锻件5。终次辗扩时外圈的外径余量相对于初次辗扩时减少0.5mm，终次辗扩时滚道4的直径余量相对于初次辗扩时增加0.5mm。得到温度为900℃外圈锻件5。

f、通过整形检验，得到金属流线沿滚道4分布的轴承套圈的外圈锻件5。

金属流线是gcr15在轧制或挤压时伸展而形成的。在轴承套圈的外圈的纵截面上经抛光和酸腐蚀后，可以看到条纹状的线条。

实施例3：

a、图2为本发明的料段剖面图。如图2所示，选择制备k级铁路轴承套圈的原材料g20cr2ni4，g20cr2ni4是渗碳钢，g20cr2ni4通过型号为gz4230的数控锯床剪切后得到料段1。

b、图3为本发明镦粗时的结构剖面图。如图3所示，将料段1水平放入体积为1160×1025×4500的加热炉内加热至1200℃，加热后镦粗。镦粗使料段1的高度减小而横截面增大。

c、图4为本发明反挤压时的结构剖面图。如图4所示，将步骤b中的料段1进行反挤压。压力机配合压力机的冲压模具进行冲孔。冲压模具为直径为85mm的成型冲头。冲出盲孔2和余料3。余料3为环形。冲孔时加入煤粉润滑模具或在冲头前部涂抹润滑油。得到高度为185mm料段1。

d、图5为本发明分离压平时的结构剖面图。如图5所示，将余料3与盲孔2分离。分离后将余料3用压力机用压力机提供6300kn的力，压平至172mm并同时修整内角度。

e、图6为本发明辗扩轧制时的结构剖面图。如图6所示，将步骤d中的余料3的平端面送到辗环机上进行多次循环辗扩。余料3辗扩得到带滚道4的外圈锻件5。终次辗扩时外圈的外径余量相对于初次辗扩时减少0.5mm，终次辗扩时滚道4的直径余量相对于初次辗扩时增加0.5mm。得到温度为900℃外圈锻件5。

f、通过整形检验，得到金属流线沿滚道4分布的轴承套圈的外圈锻件5。

金属流线是g20cr2ni4在轧制或挤压时伸展而形成的。在轴承套圈的外圈的纵截面上经抛光和酸腐蚀后，可以看到条纹状的线条。

数控锯床、加热炉和压力机的功率和型号的选择是本领域的公知常识，可以由本领域技术人员根据需要选择和调整。

使用本发明的工艺流程制造的k级轴承套圈的外圈滚道的金属流线没有再发生逆向，改变了外圈滚道的流线逆向，大大提高轴承套圈的使用寿命。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。