专利名称：一种特大型轴承套圈毛坯的加工工艺的制作方法
一种特大型轴承套圈毛坯的加工工艺技术领域
本发明属于工件加工工艺领域，尤其涉及的是一种特大型轴承套圈毛坯的加工工艺。
背景技术：
目前，轴承行业加工轴承套圈所使用的套圈毛坯均是采用传统的成型方法，传统的成型方法的工艺流程为炼钢一铸锭一切除铸锭帽口和尾部一铸锭加热一锻造(或轧制)成棒料一锯切(或热切)下料一料段加热一锻造一镦饼一扩孔一二次加热一辗扩一正火一调质。这种轴承套圈毛坯的传统加工方法尽管非常繁琐，尤其是对于特大型轴承套圈毛坯来说，生产效率非常低，生产成本也较高，但是，多年来该方法在人们的心目中已经根深蒂固了。
对于中、小型轴承套圈毛坯来说，由于毛坯的尺寸较小，所使用的棒料尺寸也小，毛坯的下料和锻造相对容易，易实现生产的自动化，生产效率也较高，因此，采用上述传统的轴承套圈毛坯加工方法是可行的。
对于特大型轴承套圈毛坯来说，由于特大型轴承毛坯尺寸很大，使用的棒料直径也很大，锻造和下料比较困难，因此，如果仍然采用“炼钢一铸锭一切除铸锭帽口和尾部一铸锭加热一锻造(或轧制)成棒料一锯切(或热切)下料一料段加热一锻造一镦饼一扩孔一二次加热一辗扩一正火一调质”传统的非常繁琐的加工流程，则必将造成生产效率降低，生产成本增加。
从以上特大型轴承套圈毛坯的加工工艺流程可以看出，特大型轴承套圈毛坯是采用铸锭作为原材料的，由于钢液浇注出的铸锭的截面积较大，铸锭中不可避免地存在着大量且严重的气孔、严重的疏松、偏析和柱状晶等铸造缺陷，因此，为了消除铸锭中的铸造缺陷，必须将铸锭中存在更加严重杂质的头和尾切部切除，然后进行加热锻造或轧制成钢棒， 为了将钢棒加工成轴承套圈毛坯，必须先将钢棒切成料段后再次进行加热锻造、镦饼、冲孔后再进行辗扩成轴承套圈毛坯。通过锻造和辗扩来进一步消除和改善原来铸锭中的铸造组织缺陷。在对料段进行锻造、镦饼、冲孔后，料段的温度已经远低于对其辗扩所需的温度， 无法再进行辗扩加工，因此需要对其进行二次加热，使其具有足够的塑性以便于辗扩成型。 由此可以看出，传统特大型轴承套圈的成型工艺采用铸锭作为原材料是导致其加工工序繁多的必然因素，这是由于为了将铸锭加工成轴承套圈毛坯的形状，就必须经过“切除铸锭帽口和尾部一铸锭加热一锻造(或轧制)成棒料一锯切(或热切)下料一料段加热一锻造一镦饼一扩孔一二次加热一辗扩一正火一调质，，等诸多繁琐的工序，除此之外，为了消除铸锭中严重的气孔、严重的疏松、偏析和柱状晶等铸造缺陷，也必须经过反复锻造加工才能是这些铸造缺陷够得以消除，由于传统的轴承毛坯成型工艺选择了铸锭，就必须采用这样复杂的加工工艺才能得到符合形状和尺寸要求以及锻件技术要求的特大型轴承套圈毛坯。发明内容
为了能够大幅度地降低特大型轴承套圈毛坯的生产成本、提高生产效率，本发明本着在满足特大型轴承性能要求的前提下降低特大型轴承生产成本的目的，提出一种能够代替传统轴承套圈毛坯成型工艺的特大型轴承套圈毛坯的成型工艺。
本发明提出的特大型轴承套圈毛坯的加工工艺为冶炼一铸造成单件圆形铸环件一圆形铸环件加热一辗扩成型；再对辗扩成型工序得到的轴承套圈毛坯进行正火、调质热处理，获得能够符合技术要求的特大型轴承套圈毛坯。
由于圆形铸件的截面尺寸远远小于传统工艺采用的铸锭的截面尺寸，因此，与传统工艺采用的铸锭相比，铸环件中的疏松、气孔、偏析等铸造缺陷轻微得多，经过后续的辗扩加工后，铸环件中轻微的铸态缺陷基本上可以得以消除。
本发明工艺能够代替传统的成型工艺的理论依据如下众所周知，铸件中的疏松、气孔、偏析等铸造缺陷的严重程度与铸件的截面尺寸有关， 铸件的截面尺寸越大，铸件中的疏松、气孔、偏析等铸造缺陷就越严重，反之亦然。本发明采用的轴承套圈毛坯的加工工艺是采用钢水直接浇注成接近轴承套圈毛坯尺寸的圆形铸件， 由于圆形铸件的截面尺寸远远小于传统工艺采用的铸锭的截面尺寸，因此，与传统工艺采用的铸锭相比，铸环件中的疏松、气孔、偏析等铸造缺陷轻微得多，经过后续的辗扩加工后， 铸环件中轻微的铸态缺陷基本上可以得以消除。
鉴于以上原因，本发明认为，特大型轴承套圈毛坯采用钢水直接铸成单件圆形环件+辗扩一正火一调质的成型工艺可以代替工序繁多的传统特大型轴承套圈的毛坯。
本发明提出的特大型轴承套圈毛坯成型工艺的工艺流程是冶炼一单件圆形铸环件铸造一圆形铸环件加热一辗扩成型一正火一调质热处理；从加工工艺流程可以看出，由于本发明提出的加工成型工艺与现行轴承环型锻件加工工艺相比，减少了锻造(或轧制)成棒料一锯切下料一料段加热一锻造一镦饼一扩孔一二次加热等加工工序，因此，可以大幅度地降低生产成本、提高生产效率。
本发明采用铸造单件圆形环件+辗扩的成型工艺代替原来工序繁多的轴承套圈毛坯加工工艺。试验表明，采用圆形铸环件+辗扩的成型工艺生产的特大型轴承毛坯的力学性能完全能够满足特大型轴承套圈的技术要求。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是采用常规的冶炼和浇注工艺浇注成单件圆形铸环件，然后直接将圆形铸环件辗扩加工成轴承套圈的毛坯，辗扩成型工序中的辗扩比大于2 ；再对其进行正火、调质热处理获得能够符合JB_T6396-2006《大型合金结构钢技术条件》技术要求的特大型轴承套圈毛坯。
具体实施方式
结合给出的具体实施例对本发明加工工艺加以说明，但不构成对本发明的任何限制实施例以轴承型号013. 30. 1220. 04为例予以说明。
一、加工过程及工艺(1)冶炼工艺(采用42CrMo钢现有常规的冶炼工艺)1)冶炼方法采用电弧炉冶炼；2)加料成分废铁料、钼铁、铬铁、硅铁、锰铁、铝丝等；3)每吨铸件需要加料的重量为废铁料1. 184吨、钼铁5公斤、铬铁18公斤、硅铁5 公斤、锰铁12公斤、铝丝1. 4公斤；4)冶炼温度1690°C;5)冶炼时间4h。
6)冶炼后钢液的化学成分应符合表1要求。
表1钢液的化学成分7)钢液的化学成分合格后，将冶炼炉中的钢液倒入钢包中。
8)将漂浮在钢包上面的渣清除掉，然后采用便携式测温仪测量钢水温度，将钢液温度静置到1600°C，镇静时间3分钟。
(2)铸造工艺(采用的是42CrMo钢现有常规的铸造工艺) 1)型砂配方水玻璃8%，膨润土 1.25%，其余为石英砂。
2)型砂混制工艺用混砂机混制，干石英砂加膨润土后，干混9min，然后加入水玻璃，混合12min，出砂造型；3)铸造型砂混合好后应立即进行造型，以免型砂硬化；4)浇注温度:15550C ；5)饶注速度68kg/s;6)浇注时间1 ;7)保温时间铸件带砂型保温，保温时间22h，达到保温时间后进行脱模。
8)待铸环件冷却到450°C时切割浇冒口，然后空冷到室温。
9)铸件尺寸Φ 838 X Φ 500 X 242(3)辗扩工艺(采用的是现有42CrMo钢常规的辗扩工艺) 采用的辗扩设备是青岛减速机厂生产的辗环机。
采用的加热设备是煤气加热炉。
1)、铸环件加热温度1150°C。
2)、铸环件加热速度150°C /h。
3)、铸环件保温时间4. 5h。
4)、辗扩辗环机轧制力参数见表2。
表2辗环机轧制力参数
权利要求
1.一种轴承套圈毛坯的加工工艺，其特征在于采用常规的冶炼和浇注工艺浇注成单件圆形铸环件，然后直接将圆形铸环件辗扩加工成轴承套圈的毛坯；再对辗扩成型工序得到的轴承套圈毛坯进行正火、调质热处理，获得能够符合技术要求的特大型轴承套圈毛坯。
2.按照权利1所述的一种轴承套圈毛坯的加工工艺，其特征在于所述的圆形铸环件辗扩加工中，辗扩比应大于2。
3.按照权利1所述的一种轴承套圈毛坯的加工工艺，其特征在于所述的轴承套圈毛坯正火工序，采用现有42CrMo钢常规的正火工艺；工件升温到650°C，保温lh，再升温到 870°C，保温8h后出炉风冷。
4.按照权利1所述的一种轴承套圈毛坯的加工工艺，其特征在于所述的轴承套圈毛坯调质热处理工序，采用现有42CrMo钢常规的调质工艺；工件升温到650°C，保温lh，再升到840 V，保温2.证后出炉淬入PAG水剂中淬火后在2小时内进行回火，工件在回火炉中升温到580°C，保温6小时出炉空冷。
全文摘要
本发明属于工件加工工艺领域，尤其涉及一种特大型轴承套圈毛坯的加工工艺，采用常规的冶炼和浇注工艺浇注成单件圆形铸环件，然后直接将圆形铸环件辗扩加工成轴承套圈的毛坯，辗扩成型工序中的辗扩比大于2；再对辗扩成型工序得到的轴承套圈毛坯进行正火、调质热处理，获得能够符合技术要求的特大型轴承套圈毛坯。本发明提出的加工工艺与现行轴承环型锻件加工工艺相比，减少了锻造(或轧制)成棒料—锯切下料—料段加热—锻造—镦饼—扩孔—二次加热等加工工序，可以大幅度地降低生产成本，所生产的特大型轴承套圈毛坯的力学性能完全能够满足特大型轴承套圈的技术要求。
文档编号B21H1/06GK102489637SQ201110363369
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者刘汇河, 孙小东, 尤蕾蕾, 李昭昆, 焦景明, 王明礼, 端木培兰, 陈翠丽 申请人:洛阳Lyc轴承有限公司