一种加工大尺寸滚子的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加工滚子的方法，尤其涉及一种加工大尺寸的滚子的方法。
【背景技术】
[0002]通常，加工尺寸小于30mm的圆锥滚子时，会先将原料冷锻形成所需要的形状后加热至奥氏体温度并淬火，随后进行车加工和表面处理。对于尺寸大于30mm的圆锥滚子，通常被称为大尺寸圆锥滚子，会先将原料软加工形成所需要的形状，然后加热至奥氏体温度并淬火，随后进行车加工和表面处理。在大尺寸的圆锥滚子的加工过程中，10%至20%的材料都会在软加工过程中被浪费掉，这不利于滚子加工成本的控制。
[0003]美国专利公告第6176948号揭示了一种加工滚子的方法，提供一个在约800-1100°C的热成型温度下有奥氏体碳含量为0.55-0.85%重量的钢坯料，在高于钢的Al温度下热成形所述钢坯料为一个元件；直接从热成型温度在空气下淬硬元件，可以加水进行强制的对流；把元件进行机加工到最后的尺寸；对元件进行表面精加工。
[0004]美国专利公告第6306230揭示了一种加工淬火钢部件的方法，其包括以下步骤:将钢坯料加热至1100°C以上，继续热加工钢坯料直到Al温度，将钢坯料在空气中冷却至280°C并同时进行热机械处理，然后冷却至室温，在150-250 °C消除钢坯料的应力之后进行机加工。
[0005]以上两种加工方法都需要将钢坯料加热至一个较高的温度，并且钢体表面在加热过程中很容易出现氧化和脱碳。
[0006]中国专利公告第100493764号揭示了另外一种加工大尺寸滚子的方法，其包括以下工艺步骤:将软磨棒料冷剪切成料段，并清除毛刺；加热至120?180°C后浸涂石墨润滑剂；放入中频感应加热设备加热至金属临界点Al以下的温锻温度；将料段放入下模腔内，通过上模腔下压，使热料段完成滚子的塑性变形；顶出复位机构将成形后的毛坯滚子顶出下模腔；将毛坯滚子上的工艺环带切除。该毛坯滚子仍然需要重新加热至淬火奥氏体温度后淬火，而淬火步骤必然会增加滚子的制造成本。
[0007]因此，需要提供一种改进的加工大尺寸滚子的方法以解决上述问题。
【发明内容】
[0008]本发明解决的问题是现有的加工大尺寸滚子的方法比较复杂。
[0009]为解决上述问题，本发明采用如下技术方案:一种加工大尺寸滚子的方法，包括如下步骤:1)提供一个钢坯料并根据需要将钢坯料裁切至需要的长度；2)将裁切后的钢坯料放置到通有保护气体的加热装置内并加热至830-900°C的奥氏体温度，随后取出已加热的钢坯料将其模锻成形为所需的形状从而得到半成品的滚子；3)将半成品的滚子迅速放入淬火剂中直接淬火；4)将半成品的滚子进行回火；5)将半成品的滚子进行研磨及超精加工从而得到成品的滚子。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下优点:本发明在通有保护气体的加热炉内对钢坯料进行加热，可以防止半成品的滚子表面出现氧化及脱碳，还能够简化后续加工流程。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的加工大尺寸的滚子的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0012]本发明提供了一种加工大尺寸滚子的方法，尤其是加工尺寸大于30mm的圆锥滚子的方法。该方法包括如下步骤:1)提供一个钢坯料并根据需要将钢坯料裁切至需要的长度；2)将裁切后的钢坯料放置到通有保护气体的加热装置内并加热至830-900°C的奥氏体温度，随后取出已加热的钢坯料将其模锻成形为所需的形状从而得到半成品的滚子；3)将半成品的滚子迅速放入淬火剂中直接淬火；4)将半成品的滚子进行回火；5)将半成品的滚子进行研磨及超精加工从而得到成品的滚子。
[0013]在步骤I)中，钢坯料可以选取含碳量在0.93-1.05的标准轴承钢，可选的范围较广，并且可以选取成本较低的钢材，这样有利于控制原料成本。
[0014]在步骤2)中，加热装置可以是一个封闭的加热炉，加热炉内通有保护气体，该保护气体由载气和富碳气体组成并且保护气体的碳势保持在0.7-0.8的范围内，在这样的碳势范围内，加热至奥氏体温度的钢坯料表面基本不会发生氧化和脱碳，或者仅仅出现极小范围的氧化和脱碳而不影响后续的热处理过程。其中，载气可以是氮气，当然，也可以加入适当的甲醇气体。富碳气体可以是甲烷或/和丙烷等含碳量较高的气体。需要指出的是，现有技术中加热钢坯料时通常会加热至1100°C甚至更高，然后再进行锻造成形，由于加热温度较高，相应的成本也会增加。但是在本发明中，加热温度为830-900 °C，该温度稍高于奥氏体温度，因此钢坯料能够发生形变并且被锻造成形为所需要的形状。此外，由于该加热温度远低于传统的1100°C的加热温度，这明显可以减少相应的加热成本。
[0015]在步骤3)中，将半成品的滚子从加热装置内取出并迅速放入淬火剂中直接淬火，该淬火剂选择制冷却效果较好的媒介，例如水基淬火剂或淬火油或盐浴。为了得到滚子的表面的压应力，可以在淬火过程中对半成品的滚子表面附近的淬火剂进行强制的对流从而加快冷却过程，例如用强烈的水流冲击半成品的滚子的表面以快速冷却。在半成品的滚子被淬硬之后可以进行步骤4)的回火及步骤5)的研磨及超精加工，从而得到最终成品的滚子。
[0016]与传统的大尺寸的圆锥滚子的加工方法相比，本发明在通有保护气体的加热炉内对钢坯料进行加热，可以防止钢坯料的表面出现氧化及脱碳，还能够简化后续加工流程。还有，本发明的加热温度更加精确，它比现有的温锻的加热温度稍高，但是又远低于现有的热锻的加热温度，因此，加热的成本也明显可以得到降低。
[0017]虽然本发明仅就某些示范性实施方式进行描述，这些描述应该仅作为示例而不构成限制。在所附权利要求书记载的范围内，在不脱离本发明精神和范围情况下，各种变化均是可能的。
【主权项】
1.一种加工大尺寸滚子的方法，其特征在于:包括如下步骤:1)提供一个钢坯料并根据需要将钢坯料裁切至需要的长度；2)将裁切后的钢坯料放置到通有保护气体的加热装置内并加热至830-900°C的奥氏体温度，随后取出已加热的钢坯料将其模锻成形为所需的形状从而得到半成品的滚子；3)将半成品的滚子迅速放入淬火剂中直接淬火；4)将半成品的滚子进行回火；5)将半成品的滚子进行研磨及超精加工从而得到成品的滚子。
2.如权利要求1所述的加工大尺寸滚子的方法，其特征在于:步骤I)中所述钢坯料可以选取含碳量在0.93-1.05的标准轴承钢。
3.如权利要求1所述的加工大尺寸滚子的方法，其特征在于:步骤2)中所述保护气体包括载气和富碳气体，所述载气包括甲醇气体。
4.如权利要求3所述的加工大尺寸滚子的方法，其特征在于:所述载气还包括氮气。
5.如权利要求3所述的加工大尺寸滚子的方法，其特征在于:步骤2)中所述富碳气体包括甲烷或/和丙烷。
6.如权利要求1所述的加工大尺寸滚子的方法，其特征在于:步骤3)中所述淬火剂为水基淬火剂或者淬火油或盐浴。
7.如权利要求6所述的加工大尺寸滚子的方法，其特征在于:步骤3)中的淬火过程包括对半成品的滚子表面附近的淬火剂进行强制的对流。
8.如权利要求1至7中任一项所述的加工大尺寸滚子的方法，其特征在于:所述方法用于加工尺寸大于30mm的圆锥滚子。
【专利摘要】一种加工大尺寸滚子的方法，包括如下步骤：1）提供一个钢坯料并根据需要将钢坯料裁切至需要的长度；2）将裁切后的钢坯料放置到通有保护气体的加热装置内并加热至830-900℃的奥氏体温度，随后取出已加热的钢坯料将其模锻成形为所需的形状从而得到半成品的滚子；3）将半成品的滚子迅速放入淬火剂中直接淬火；4）将半成品的滚子进行回火；5）将半成品的滚子进行研磨及超精加工从而得到成品的滚子。本发明在通有保护气体的加热炉内对钢坯料进行加热，可以防止钢坯料表面出现氧化及脱碳，还能够简化后续加工流程。
【IPC分类】B23P15-00
【公开号】CN104668886
【申请号】CN201310534953
【发明人】韦剑飞
【申请人】舍弗勒技术股份两合公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月1日