适用于微型轴承套圈切削件的铬轴承钢冷拔材及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种冷拔材的制造，具体说涉及一种适用于微型轴承套圈切削件的铬 轴承钢冷拔材及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 轴承钢是合金钢的一个种类，其中铬轴承钢，例如牌号为SAE52100SF的铬轴承钢 是制造各高质量静音微型轴承套圈的主要材料之一。SAE52100SF轴承钢的特点是：碳含量 在0. 98~1. 10%，铬含量在1. 30~1. 60,氧含量：7PPM以下，钛含量：15PPM以下，硫含 量：0. 005以下，用于制造各种微型轴承套圈。
[0003] 常见的轴承钢套圈切削件的制备流程如下：
[0004] 1、钢铁制造商提供合格的轴承钢棒材，其供货状态的特点是：1)、冷拉退火材供 货；2)、冷拉退火磨光材供货，适用于普通的低速切削成型加工。
[0005] 2、轴承制造商，将钢铁制造商提供的轴承钢材料产品，加工成合格的轴承套圈；加 工特点是：切削成型加工。
[0006] 目前轴承制造商在微型轴承制造方面，对设备进行了大规模的改造，微型轴承套 圈制备具有一次车削、一次精磨成型的特点，要求材料车削中"断屑均匀、不产生粘刀、车 削表面光洁、尺寸公差稳定、切削转速5000转/分以上"的高速切削的要求；冷拉退火材、冷 拉磨光材供货切削成型加工中，存在着"切削速度慢、断屑困难、粘刀，车削套圈表面粗糙， 尺寸偏差大"等现象，只能作为初级加工，后续经多次精磨后制成合格微型轴承套圈。
[0007] 目前钢铁制造商生产的轴承钢冷拔材料，其冷加工艺为：热轧盘卷一球化退火 -冷拉成品一成品再结晶退火一矫直一（磨光）一包装，适用于机械制造商的切削转速 < 4000转/分低速"切削成型加工"，但是，不能满足机械制造商的"连续高速的切削成型工 艺"要求。在连续高速的切削生产时，极易产生材料的断屑困难、粘刀，车削套圈表面粗糙， 尺寸偏差大，车削刀具损坏等，无法进行正常的连续高速的切削生产；由于成品再结晶退火 后硬度较低，适用范围较狭窄，不能适应连续高速的切削成型加工。能适应高速切削微型轴 承套圈用SAE52100SF合金钢产品，是合适的冷拔材，但高速切削采用SAE52100SF冷拔材的 微型轴承套圈的生产仍是一个技术难题。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种适用于微型轴承套圈切削件的铬轴承钢冷拔材及其制 造方法，使所生产的铬轴承钢冷拔材可避免切削速度慢、断屑困难、粘刀、车削套圈表面粗 糙，尺寸偏差大的生产问题，而满足高速切削微型轴承套圈过程中生产要求。
[0009] 根据本发明一方面提供一种适用于微型轴承套圈切削件的铬轴承钢冷拔材制造 方法，该制造方法是对铬轴承钢冷拔材的热轧的盘卷坯料进行加工，其特征在于，该铬轴承 钢冷拔材制造方法包括以下工艺步骤：球状化退火处理、盘卷表面处理、冷拔半成品盘卷处 理、再结晶软化退火处理、冷拔成品直条与涡流探伤处理。
[0010] 球状化退火处理是将热轧的盘卷坯料进行球状化退火，以获得均匀的球状珠光体 组织组和恢复塑性；盘卷表面处理是对热轧球状化退火处理后盘卷良好表面处理，以消除 表面存在的擦伤、裂纹、氧化皮、脱碳等缺陷；冷拔半成品盘卷处理是将盘卷表面处理后的 盘卷通过在线抛丸处理，在拉拔机上采取设定的变形量拉拔半成品，以生产成圆形的盘卷； 再结晶软化退火处理是使经冷拔半成品盘卷处理所形成的圆形的盘卷恢复原有的塑性、降 低成品硬度，以满足后续冷拔、成品最终性能的要求；冷拔成品直条与涡流探伤处理是在连 续拉拔机上，采用设定的变形量，将盘卷钢材生产成直条棒材，并在涡流探伤设备上，将冷 拔成品直条逐支进行表面检测，以自动检测出不合格的冷拔成品直条。
[0011] 球状化退火处理是使热轧盘卷在带有氮氢保护气氛强对流罩式炉进行退火，随炉 升温到770-790°C，升温时间为彡6. 5h ;保温5-7小时后以彡20°C /h冷却至700-720°C，保 温2-4小时，带冷却罩冷却到140°C或以下温度出炉。
[0012] 再结晶软化退火处理中采用的罩式炉的有效尺寸是直径：3000mm ;高度：3700mm ; 保护气类型：N2露点：彡-60°C ;含氧量：彡5ppm ;最大装炉量12吨；工艺控制要求为：随炉 升温到660-680°C，保温4-7小时后以彡20°C /h带冷却罩冷却到140°C或以下温度出炉； 退火后钢材无氧化脱碳；组织为：均匀珠光体球化组织2. 0~4. 0级。
[0013] 盘卷表面处理过程为：盘卷一开卷矫直一切削一砂带抛光一收卷；设定进给速度 为15-25m/min，切削单边量为0. 10-0. 15mm，刀盘转速控制在2600-3100rpm，1、2、3号抛光 机转速无级可调< 230-250rpm，用80#砂带抛光后，表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m。
[0014] 冷拔半成品盘卷处理包括盘卷一开卷预矫一抛丸一拉拔半成品盘卷；单道次冷拔 压缩率不大于45%，以确保拉拔顺利和拉拔过程中不发生公差出格、拉毛、断裂，同时确保 收卷时卷形的整齐；冷拔使用的变形工具是冷拉模具，对模具的要求是内表面无砂眼、无金 属嵌入、无凹坑、环形沟槽缺陷，并且其表面光洁度达到镜面。
[0015] 冷拉模具的几何尺寸为入口角60°、润滑锥36°、工作锥16°、定径带3~4mm、 出口锥60° ;冷拉用模具的材质为YG8 ;冷拔速度和收卷参数控制为：铬轴承钢钢种的冷拔 变形采用中速拉拔，冷拔速度控制在60-80m/min ;通过调整模具的角度，使经冷拔后成一 直线，收卷弯曲后的盘卷外径在1000-1150mm，内径在：850-1000mm，挠度小于3mm，以符合 盘卷收卷的生产工艺要求。
[0016] 冷拔成品直条是以盘卷通过预矫、抛丸、冷拔变形、剪切定尺、抛光、精矫、探伤收 集方法进行最终的成型加工而成；拉拔速度控制在50-70m/min，同时，通过调整模具的水 平轴（X轴）和垂直轴（Y轴）的角度，保持经冷拔后铬轴承钢钢种的直线度剪 切模安装规格是以成品最大尺寸+〇. 5mm，确保端部平整，无剪切压痕；成品在线预矫直使 用水平轴（X轴）和垂直轴（Y轴）双向矫直，直线度< lmm/m;经抛光、二辊精矫后，直线 度< 0. 5mm/m ;涡流探伤是针对经二辊精矫后材料，其过程为：调整好涡流探伤平台高度及 更换相应规格的导套，调节探头与检测棒材间的距离，调节传感系统前后驱动轮，保持四个 轮子松紧一致，调整光栅确保棒材穿过时信号反映正确，采用标准样棒：探伤表面人工伤尺 寸：0. 05X0.1 OX IOmm(深X宽X长）进行在线探伤检测，对不符合标准要求的有缺陷产 品自动检出。
[0017] 根据本发明另一方面提供一种适用于微型轴承套圈切削件的铬轴承钢冷拔材， 其是采用上述制造方法制造成，其直线度< 0. 5mm/m，冷拉退火+轻拉状态，硬度为210~ 270HBW，退火球状化珠光体显微组织为：2. 0~4. 0级，直条冷拉棒表面缺陷< 0. 05mm，进行 表面蜗流探伤。
[0018] 该铬轴承钢冷拔材是适用于微型轴承套圈切削件的SAE52100SF冷拔材产品。
[0019] 本发明的技术方案的优点是：
[0020] 1、通过采取球状化退火处理、盘卷表面处理、冷拔半成品盘卷处理、再结晶软化退 火处理、冷拔成品直条与涡流探伤五部分的生产方式生产的成品，解决了高速切削微型轴 承套圈生产中的"切削速度慢、断屑困难、粘刀，车削套圈表面粗糙，尺寸偏差大"生产现象， 提高了材料在高速切削的成材率，满足了高速切削微型轴承套圈过程中生产要求。
[0021] 2、通过冷拔工艺的实施，使SAE52100SF钢种材料在切削微型轴承套圈制