大型軸承套圈熱處理余熱整形新方法

孫茂林，馬忠超

（瓦房店軸承集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 瓦房店 116300）

1 前言

軸承套圈在淬火過程中不可避免出現(xiàn)組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，導(dǎo)致套圈橢圓變形。按照套圈類型、套圈系列、套圈尺寸、套圈的磨削留量、加工設(shè)備水平等因素的影響，每個(gè)軸承制造廠制定了相應(yīng)的軸承套圈變形標(biāo)準(zhǔn)。大型軸承套圈超出變形標(biāo)準(zhǔn)后，需要進(jìn)行整形，通常采用內(nèi)撐整形工藝，該整形工藝套圈通常需要兩次回火。介紹一種新的整形方法，減少回火次數(shù)，降低生產(chǎn)成本，提高設(shè)備利用率，縮短生產(chǎn)周期。

2 原熱處理整形工藝

套圈淬火后，橢圓變形超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍可進(jìn)行內(nèi)撐整形，其整形工藝規(guī)程見表1，即在套圈內(nèi)徑方向短軸處用螺絲頂撐開，使短軸反變形為長軸。按經(jīng)驗(yàn)反變形量為70%，而后連同螺絲頂一塊回火。整形回火規(guī)程與正常回火相同，回火后冷至室溫，卸下螺絲頂，變形合格者，再按正常回火工藝回火一次，以進(jìn)一步消除應(yīng)力。

表1 套圈內(nèi)撐整形工藝規(guī)程

內(nèi)撐整形的方法為：套圈淬火后冷至室溫，測量直徑變動(dòng)量——不合格整形（按回火工藝整形）——拆除整形工具——再測量直徑變動(dòng)量——整形合格品按附加回火工藝回火——測量直徑變動(dòng)量，合格后移交，不合格重新整形。

如果在常溫下帶頂整形，應(yīng)力無法釋放，并且容易將套圈撐裂，所以采用帶頂回火整形，帶頂回火整形的回火溫度不超過套圈正常回火溫度，以保證套圈帶頂整形回火后的硬度。該整形方法能夠有效地減少熱處理后的套圈變形，使套圈變形處于合格范圍內(nèi)，但該整形方法需兩次回火，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且浪費(fèi)能源。

3 改進(jìn)后的熱處理整形工藝

針對(duì)兩次回火整形工藝存在的費(fèi)時(shí)費(fèi)力且浪費(fèi)能源問題，利用自回火原理，對(duì)該工藝進(jìn)行了改進(jìn)。所謂自回火原理，即工件在淬火冷卻時(shí)將工件冷卻至一定時(shí)間，利用自身的熱量，對(duì)工件進(jìn)行回火的工藝叫作自回火[1]。采用自回火，可簡化工藝，節(jié)省回火設(shè)備和回火時(shí)間。

軸承套圈在淬火冷卻到Ms點(diǎn)以下冷卻一段時(shí)間后，使馬氏體轉(zhuǎn)變，在保證軸承熱處理金相組織和硬度合格的情況下，提高軸承套圈淬火出油溫度，使套圈出油溫度控制在120～150℃，出油溫度可由紅外線測溫儀測量或憑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在此溫度操作人員帶高溫防護(hù)手套快速測量變形，并及時(shí)進(jìn)行帶頂自回火整形，隨著套圈溫度的降低殘余奧氏體也有一定的轉(zhuǎn)變，應(yīng)力釋放，達(dá)到整形的作用。

由于套圈出油溫度低于帶頂回火整形的回火爐的回火溫度180℃，所以經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出，帶頂余熱自回火整形反變形量由70%提高到150%，通過淬火軸承套圈自身溫度（120～150℃）自回火達(dá)到整形目的，即減少一次回火。

改進(jìn)后的余熱自回火整形工藝為：套圈淬火后出油溫度控制在120～150℃，測量直徑變動(dòng)量——不合格套圈余熱自回火整形——拆除整形工具——再測量直徑變動(dòng)量——整形合格品按附加回火工藝回火——測量直徑變動(dòng)量，合格后移交，不合格重新整形。

4 兩種整形工藝對(duì)比

利用軸承套圈自身的淬火余熱自回火整形,達(dá)到和帶頂回火兩次整形一樣的效果。 將23080CA軸承內(nèi)圈6件分2組按新舊整形方法進(jìn)行試驗(yàn)，見表2。

表2 23080CA軸承內(nèi)圈兩種整形方法對(duì)比

5 結(jié)束語

（1）提高套圈淬火出油溫度，由帶頂余熱自回火整形代替回火爐帶頂整形回火，減少一次回火爐整形回火，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

（2）縮短生產(chǎn)周期，有利于生產(chǎn)組織。

【1】雷廷權(quán)，傅家騏.金屬熱處理工藝方法500種[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1998.