专利名称：一种实体轴承保持架的精密成形方法
技术领域：
本发明属于轴承保持架的成形技术领域，主要涉及的是一种实体轴承保持架的精密成形方法。
背景技术：
铁路机车及一些高速、重载设备在运行过程中，由于冲击、振动以及转向的影响，其关键部位的轴承保持架随机地承受极大的冲击负荷。要求保持架除应具有力学性能高、耐高温、耐磨减摩等特点外，还要求其铆接强度高、轴承组件易分离。铜合金具有耐磨减摩的特点，高温力学性能也比较好，在高速重载轴承中得到广泛应用。但由于受技术条件的限制，目前，铜合金轴承保持架仍采用传统的切削加工方法成形，加工效率和材料利用率都比较低，因毛坯为铸造材料而使其力学性能不高。为提高其铆接强度及增加轴承组件分离度的保持架新结构，也因加工技术的缺陷而难以采用。现已有人提出了采用超塑性成形生产保持架的方法，可以使加工效率、材料利用率及材料性能得到提高。但该技术采用了常规的组织超塑性方法，需要进行形变热处理、循环热处理等复杂的超塑性预处理工艺，使工艺复杂化，加工成本提高，难以进行规模化生产。
发明内容
本发明的目的是克服上述加工方法的缺陷，提出一种实体轴承保持架的精密成形方法。从而简化成形工艺，提高生产效率，降低加工成本，可实现规模化工业生产。
本发明实现上述目的采取的技术方案是将涂有润滑剂的毛坯加热到580～850℃后保温10～20分钟，放入温度为560～820℃的模具中挤压成形。
本发明所述毛坯材料为黄铜HPb59-1或铝青铜QAl10-3-1.5。
本发明利用大晶粒铜合金材料的再结晶超塑性，直接采用铸态环状毛坯，进行保持架的亚超塑性挤压成形，而不需复杂的超塑性预处理工艺。成形制件的组织呈连续的流线形结构特征，沿制件轮廓分布，表面质量高，力学性能好。本发明同样可以利用挤压环状毛坯进行成形。
本发明采用挤压成形方法，使制件的机械性能特别是本体与端盖的铆接强度比专用铆钉式保持架有较大提高。从而满足铁路机车及重型设备对轴承的使用要求。与常规的组织超塑性方法相比，省去了复杂的超塑性预处理工艺，使成形工艺简化，生产效率提高，加工成本降低。
本发明采用的成形方法，可一次成形出保持架的本体和端盖，然后采用切削加工使两者分离，再经过少量的切削加工即可使其成形。与常规的切削加工工艺相比，其材料利用率和生产效率显著提高。
本发明采用的成形方法，可以使自带铆钉的保持架的成形变得非常简单，同时可以方便地改变保持架过梁的侧面形状，形成不同形状的兜孔结构，给保持架及轴承的结构优化带来较很大的方便。如可以通过兜孔结构的优化，实现轴承的内圈、外圈、滚动体和保持架的分离，满足轴承高分离度的设计要求，方便轴承的装卸和检修。
附图1为本发明挤压成形模具的结构示意图。
图中1、压头，2、制件，3、凹模，4、顶出器，5、小顶杆，6、挤压套，7、下模座。
具体实施例方式
结合附图，对本发明的实施例做详细说明。
实施例1本实施例所用坯料为黄铜HPb59-1铸造管料，经车削制成环状毛坯。毛坯的下料体积应包括保持架本体部分、端盖部分、分离工序的刀口用料及切削加工余料等。
将毛坯预热到120℃涂水剂石墨润滑剂，将毛坯放入箱式电炉中加热到620℃后保温20分钟，然后放入温度为580℃的模具中，使毛坯变形充满凹模模腔而成形。本实施例采用的压机为油压机。模具如图1所示挤压成形部分主要由压头1、凹模3、顶出器4、小顶杆5、挤压套6、及下模座7构成。其中，压头1通过固定装置固定在压机的活动横梁上；凹模3位于挤压套6下面，两者一起固定在下模座7上，顶出器4设置在下模座7内，在顶出器4上面设置有小顶杆5。
本实施例的工作过程是，开动压机使压头1快速下行接近下模挤压套6，然后慢速下行接触毛坯，并以1毫米/秒的速度使毛坯2产生塑性变形而逐步充满凹模3模腔，压机压力逐步升至18MPa时压头1到达下死点，制件成形。操纵压机使压头回程，顶出器4向上运动，通过小顶杆5将挤压件顶出，完成一个保持架的成形过程。
实施例2本实施例所用坯料为黄铜HPb59-1挤压管料，经车削制成环状毛坯。毛坯的下料体积应包括保持架本体部分、端盖部分、分离工序的刀口用料及切削加工余料等。
将毛坯预热到180℃涂水剂石墨润滑剂，将毛坯放入箱式电炉中加热到650℃后保温15分钟，然后放入温度为620℃的模具中，以2毫米/秒的工作速度，15MPa的压力使毛坯变形而充满凹模模腔完成挤压过程。本实施例采用的压机为常规的压机。其结构及工作过程同实施例1。
实施例3本实施例所用坯料为黄铜HPb59-1铸造管料，经车削制成环状毛坯。毛坯的下料体积应包括保持架本体部分、端盖部分、分离工序的刀口用料及切削加工余料等。
将毛坯预热到220℃涂水剂石墨润滑剂，将毛坯放入箱式电炉中加热到680℃后保温15分钟，然后放入温度为650℃的模具中，以2毫米/秒的工作速度，12MPa的压力使毛坯变形而充满凹模模腔完成挤压过程。本实施例采用的压机为常规的压机。其结构及工作过程同实施例1。
实施例4本实施例所用坯料为铝青铜QAl10-3-1.5挤压管料，经车削制成环状毛坯。毛坯的下料体积应包括保持架本体部分、端盖部分、分离工序的刀口用料及切削加工余料等。
将毛坯预热到180℃涂水剂石墨润滑剂，将毛坯放入箱式电炉中加热到850℃后保温15分钟，然后放入温度为620℃的模具中，以2毫米/秒的工作速度，15MPa的压力使毛坯变形而充满凹模模腔完成挤压过程。本实施例采用的压机为常规的压机。其结构及工作过程同实施例1。
实施例5本实施例所用坯料为铝青铜QAl10-3-1.5铸造管料，经车削制成环状毛坯。毛坯的下料体积应包括保持架本体部分、端盖部分、分离工序的刀口用料及切削加工余料等。
将毛坯预热到220℃涂水剂石墨润滑剂，将毛坯放入箱式电炉中加热到820℃后保温15分钟，然后放入温度为650℃的模具中，以1毫米/秒的工作速度，25MPa的压力使毛坯变形而充满凹模模腔完成挤压过程。本实施例采用的压机为常规的压机。其结构及工作过程同实施例1。
实施例6本实施例所用坯料为铝青铜QAl10-3-1.5铸造管料，经车削制成环状毛坯。毛坯的下料体积应包括保持架本体部分、端盖部分、分离工序的刀口用料及切削加工余料等。
将毛坯预热到140℃涂水剂石墨润滑剂，将毛坯放入箱式电炉中加热到780℃后保温20分钟，然后放入温度为750℃的模具中，以3毫米/秒的工作速度，22MPa的压力使毛坯变形而充满凹模模腔完成挤压过程。本实施例采用的压机为常规的压机。其结构及工作过程同实施例1。
权利要求
1.一种轴承实体保持架的精密成形方法，其特征在于将涂有润滑剂的毛坯加热到580～850℃后保温10～20分钟，放入温度为560～820℃的模具中挤压成形。
2.根据权利要求1所述的轴承实体保持架的精密成形方法，其特征在于所述毛坯材料为黄铜HPb59-1或铝青铜QAl 10-3-1.5。
3.根据权利要求1或2所述的轴承实体保持架的精密成形方法，其特征在于所述毛坯为铸造管料或挤压管料。
4.根据权利要求1或3所述的轴承实体保持架的精密成形方法，其特征在于所述毛坯材料为黄铜HPb59-1，其毛坯加热温度为580～700℃，模具温度560～680℃。
5.根据权利要求1或3所述的轴承实体保持架的精密成形方法，其特征在于所述毛坯材料为铝青铜QAl 10-3-1.5，其毛坯加热温度为700～850℃，模具温度620～680℃。
6.根据权利要求1所述的轴承实体保持架的精密成形方法，其特征在于所述毛坯在涂润滑剂前对其进行预热，预热温度为120～220℃。
全文摘要
本发明公开的一种轴承实体保持架的精密成形方法是将涂有润滑剂的毛坯加热到580～850℃后保温10～20分钟，放入温度为560～820℃的模具中挤压成形。本发明利用铜合金材料的再结晶超塑性，直接采用铸态环状毛坯，进行大晶粒超塑性挤压成形，而不需复杂的超塑性预处理工艺。成形的制件其组织呈连续的流线形结构特征，沿制件轮廓分布，表面质量高，力学性能好，具有较高的外观质量和内在质量。与常规的切削加工工艺相比，其材料利用率和生产效率显著提高。与常规的组织超塑性方法相比，省去了复杂的超塑性预处理工艺，使成形工艺简化，生产效率提高，成本降低。
文档编号B21C29/00GK1868626SQ20051001762
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月27日 优先权日2005年5月27日
发明者杨永顺, 王颜琦, 陈拂晓, 李慧丽, 杨茜 申请人:河南科技大学, 洛阳瑞尔特科技有限责任公司