本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种高精度奥氏体不锈钢钢球的加工方法。
背景技术：
奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18％、Ni 8％～10％、C约0.1％时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。
目前精密高速数控机床轴承属于、高技术轴承品种，技术含量较高，开发难度较大，目前大部分需要依赖进口，严重制约着精密高速数控机床的国产化进程，已经成为急需替代进口的关键零部件。轴承主要有钢球、内外套圈和保持架四部分组成，在轴承的四大组成部分中，钢球是最薄弱环节，钢球的表面纹理直接影响轴承的寿命，对轴承振动和噪音的影响率在60％以上，而且80％以上的轴承失效源于钢球的失效。
专利号为ZL96102787.8的专利，其生产锻钢球的加工工艺包括：选择钢坯、热切下料、煤燃烧加热钢坯、空气锤模锻、预冷、淬火、回火、空冷、洗球和入库。钢坯含碳0.78～0.90％、硅0.75～0.85％、锰0.85～0.95％、硫小于或等于0.05％、磷小于或等于0.05％。该工艺方法具有以下缺点：采用热切下料，容易造成钢球过烧引起表面脱碳现象；采用燃煤方式对钢球进行加热是由外部向内部传热，其加热时间和温度难以控制(加热时间一般为3～5个小时)，且容易造成污染，加热出来的成品率较低；钢球在淬火时水温低于30℃，容易造成钢球炸裂，破碎率高；而现有钢球的成分组成决定了在淬火时，钢球不易一步淬火到钢球的芯部，不利于对晶体组织的细化。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高精度奥氏体不锈钢钢球的加工方法，包括切材、冷墩、光球、热处理、砂轮磨削、初研、外观分选、二研、超细研、分选、包装，其特征在于：所述的砂轮磨削步骤中，加入与奥氏体不锈钢钢球相同尺寸、热处理的高碳钢钢球。具体包括以下步骤：
1)切材，将奥氏体不锈钢棒线材切断；
2)冷镦：将轴承钢丝冲压成钢球冷镦毛坯球，采用高速冷镦机和球形球模具进行冷镦；
3)光球，采用大循环加工工艺，消除冷镦环带和余量，直径变动量小；
4)砂轮磨削，将经过光球处理的钢球采用磨球机和砂轮进行加工，加工时混入相同尺寸、热处理的高碳钢钢球，加工速度：130～140rpm，压力：3～4Mpa；
5)初研：将经过二次回火的钢球采用研磨机和铸铁板进行加工，加工速度：80～90rpm，压力：2～3Mpa；
6)外观分选，采用钢球除杂式抛洗机，在清洗的过程中，大颗粒硬磨砂轮灰、强化产生的微颗粒铁沫等可以与钢球分离，防止带入后工序产生球伤，并为后工序更精密加工创造条件；
7)二研，将经过初研清洗后的钢球采用研磨机和德国进口铸铁板进行加工，加工速度：30～40rpm，压力：0.5～2Mpa，加工初期采用较高转速进行研磨，钢球尺寸消除2um左右后，降低转速，压力不变，进行更细的研磨；
8)超精研，在立式研球机上进行超精研加工，不添加磨料，采用6000#树脂砂轮，加工速度12～15r/min，压力1KN；
9)分选；用化学方法或者物理方法将高碳钢钢球和奥氏体不锈钢钢球进行分离；
10)包装。
进一步的，所述的步骤3)的混入的高碳钢钢球的添加量不低于经过光球处理的钢球数量的40％。
进一步的，所述的步骤5)在进行初研时，加入初研介质，所述的初研介质为以下重量份的原料组成：润滑油15～25份、液体酚醛树脂3～5份、硅油1～5份、W2.5刚玉10～20份、碳化硅5～10份。
进一步的，所述的步骤7)在进行二研时，加入二研介质，所述的二研介质为以下重量份的原料组成：润滑油10～15份、液体酚醛树脂3～5份、硅油10～15份、W1金刚石15～20份、碳化硅5～10份。
进一步的，所述的步骤8)在进行超精研，加入超精研介质，所述的超精研介质为以下重量份的原料组成：润滑油10～15份、液体酚醛树脂3～5份、硅油5～10份、15～20份、二氧化钒10～15份、石墨烯1～4份、碳化硅3～8份。
进一步的，所述的步骤9)的物理方法为磁性分离技术。
进一步的，所述的步骤9)的化学方法为酸洗分离技术。
本发明的有益效果在于：在奥氏体不锈钢钢球在砂轮磨削工序混入相同尺寸、热处理的高碳钢钢球，能够有效降低奥氏体不锈钢钢球的破碎率，有效提高奥氏体不锈钢钢球的精度；同时在淬火、砂轮磨削、初研、二研、超细研步骤中加入不同介质，有效地降低了加工的成品奥氏体不锈钢钢球表破损率；使得破损率降低到0.5％以下。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例一
本发明提供的一种高精度奥氏体不锈钢钢球的加工方法，包括以下步骤：
1、原来准备：
(1)初研介质为以下原来组成：润滑油15kg、液体酚醛树脂3kg、硅油1kg、W2.5刚玉10kg、碳化硅5kg。
(2)二研介质为以下原料组成：润滑油10～15kg、液体酚醛树脂3kg、硅油10kg、W1金刚石15kg、碳化硅5kg。
(3)超精研为以下原料组成：润滑油10kg、液体酚醛树脂3kg、硅油5kg、15kg、二氧化钒10kg、石墨烯1kg、碳化硅3kg。
上述的中润滑油可选购市售的任何一种润滑油，本实施例选择嘉事多润滑油。
2、高精度奥氏体不锈钢钢球加工，包括以下步骤：
1)切材，将奥氏体不锈钢棒线材切断；
2)冷镦：将轴承钢丝冲压成钢球冷镦毛坯球，采用高速冷镦机和球形球模具进行冷镦；
3)光球，采用大循环加工工艺，消除冷镦环带和余量，直径变动量小；
4)砂轮磨削，将经过热处理的钢球采用磨球机和砂轮进行加工，加工时混入相同尺寸、热处理的高碳钢钢球，陶瓷砂轮：180目，加工速度：130rpm，压力：3Mpa；
5)初研：将经过二次回火的钢球采用研磨机和铸铁板进行加工，加工时混入初研介质，加工速度：80rpm，压力：2Mpa；
6)外观分选，采用钢球除杂式抛洗机，在清洗的过程中，大颗粒硬磨砂轮灰、强化产生的微颗粒铁沫等可以与钢球分离，防止带入后工序产生球伤，并为后工序更精密加工创造条件；
7)二研，将经过初研清洗后的钢球采用研磨机和德国进口铸铁板进行加工，加工时混入二研介质，加工速度：30rpm，压力：0.5Mpa，加工初期采用较高转速进行研磨，钢球尺寸消除2um左右后，降低转速，压力不变，进行更细的研磨；
8)超精研，在立式研球机上进行超精研加工，不添加磨料，采用6000#树脂砂轮，加工时混入超精研介质，加工速度12r/min，压力1KN；
9)分选，采用物理技术进行分选；所述的物理技术为利用奥氏体不锈钢材料中含有95％以上的奥氏体组织(奥氏体不具备磁性)，而高碳钢钢球具有磁性，故此在分选时采用电磁技术将奥氏体不锈钢钢球中的高碳钢钢球进行分离。
10)包装，包装时，使用泡沫材料进行包裹。
实施例二
本发明提供的一种高精度奥氏体不锈钢钢球的加工方法，包括以下步骤：
1、原来准备：
(1)初研介质为以下原来组成：润滑油25kg、液体酚醛树脂5kg、硅油5kg、W2.5刚玉20kg、碳化硅10kg。
(2)二研介质为以下原料组成：润滑油15kg、液体酚醛树脂5kg、硅油15kg、W1金刚石20kg、碳化硅10kg。
(3)超精研为以下原料组成：润滑油15kg、液体酚醛树脂5kg、硅油10kg、20kg、二氧化钒15kg、石墨烯4kg、碳化硅8kg。
上述的中润滑油可选购市售的任何一种润滑油，本实施例选择嘉事多润滑油。
2、奥氏体不锈钢钢球加工，包括以下步骤：
1)切材，将奥氏体不锈钢棒线材切断；
2)冷镦：将轴承钢丝冲压成钢球冷镦毛坯球，采用高速冷镦机和球形球模具进行冷镦；
3)光球，采用大循环加工工艺，消除冷镦环带和余量，直径变动量小；
4)砂轮磨削，将经过热处理的钢球采用磨球机和砂轮进行加工，加工时混入相同尺寸、热处理的高碳钢钢球，陶瓷砂轮：220目，加工速度：140rpm，压力：4Mpa；
5)初研：将经过二次回火的钢球采用研磨机和铸铁板进行加工，加工时混入初研介质，加工速度：90rpm，压力：3Mpa；
6)外观分选，采用钢球除杂式抛洗机，在清洗的过程中，大颗粒硬磨砂轮灰、强化产生的微颗粒铁沫等可以与钢球分离，防止带入后工序产生球伤，并为后工序更精密加工创造条件；
7)二研，将经过初研清洗后的钢球采用研磨机和德国进口铸铁板进行加工，加工时混入二研介质，加工速度40rpm，压力：2Mpa，加工初期采用较高转速进行研磨，钢球尺寸消除2um左右后，降低转速，压力不变，进行更细的研磨；
8)超精研，在立式研球机上进行超精研加工，不添加磨料，采用6000#树脂砂轮，加工时混入超精研介质，加工速度15r/min，压力1KN；
9)分选，采用物理技术进行分选；所述的物理技术为利用奥氏体不锈钢材料中含有95％以上的奥氏体组织(奥氏体不具备磁性)，而高碳钢钢球具有磁性，故此在分选时采用电磁技术将奥氏体不锈钢钢球中的高碳钢钢球进行分离。
10)包装，包装时，使用泡沫材料进行包裹。
实施例三
本发明提供的一种高精度奥氏体不锈钢钢球的加工方法，包括以下步骤：
1、原来准备：
(1)初研介质为以下原来组成：润滑油20kg、液体酚醛树脂4kg、硅油3kg、W2.5刚玉15kg、碳化硅8kg。
(2)二研介质为以下原料组成：润滑油12kg、液体酚醛树脂4kg、硅油12kg、W1金刚石18kg、碳化硅8kg。
(3)超精研为以下原料组成：润滑油12kg、液体酚醛树脂4kg、硅油8kg、80kg、二氧化钒12kg、石墨烯3kg、碳化硅6kg。
上述的中润滑油可选购市售的任何一种润滑油，本实施例选择嘉事多润滑油。
2、奥氏体不锈钢钢球加工，包括以下步骤：
1)切材，将奥氏体不锈钢棒线材切断；
2)冷镦：将轴承钢丝冲压成钢球冷镦毛坯球，采用高速冷镦机和球形球模具进行冷镦；
3)光球，采用大循环加工工艺，消除冷镦环带和余量，直径变动量小；
4)砂轮磨削，将经过热处理的钢球采用磨球机和砂轮进行加工，加工时混入相同尺寸、热处理的高碳钢钢球，陶瓷砂轮：180～220目，加工速度：135rpm，压力：3.5Mpa；
5)初研：将经过二次回火的钢球采用研磨机和铸铁板进行加工，加工时混入初研介质，加工速度：85rpm，压力：2.5Mpa；
6)外观分选，采用钢球除杂式抛洗机，在清洗的过程中，大颗粒硬磨砂轮灰、强化产生的微颗粒铁沫等可以与钢球分离，防止带入后工序产生球伤，并为后工序更精密加工创造条件；
7)二研，将经过初研清洗后的钢球采用研磨机和德国进口铸铁板进行加工，加工时混入二研介质，加工速度：35rpm，压力：1Mpa，加工初期采用较高转速进行研磨，钢球尺寸消除2um左右后，降低转速，压力不变，进行更细的研磨；
8)超精研，在立式研球机上进行超精研加工，不添加磨料，采用6000#树脂砂轮，加工时混入超精研介质，加工速度13r/min，压力1KN；
9)分选，采用化学技术进行分选；所述的物理技术为利用奥氏体不锈钢材料中含有95％以上的奥氏体组织，具有耐酸性的特点；而高碳钢钢球中的高含碳量，使得其在酸性中极易溶解，故此在分选时采用酸性技术进行分析，具体为，将钢球放置于与浓度为15～24％的硫酸溶液中浸泡3天以上，进行水洗后，将表面有坑洼的钢球剔除，及得到将奥氏体不锈钢钢球。
10)包装，包装时，使用泡沫材料进行包裹。