專利名稱：高速紡機軸承鋼球的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋼球生產制造技術領域，尤其涉及一種高速紡機軸承鋼球的生產工藝。
背景技術：
隨著化纖行業的新技術高速發展，促使生產技術和生產設備不斷向高速、高效、連續化、自動化方向發展。為了能符合行業的趨勢，對于軸承行業提出了更好的要求。高速紡機軸承廣泛用于與紡織機械各部位轉杯紡(轉杯、分梳輥、壓輪、導輪、支撐輪、皮輥)軸承及結合件；由于其轉速高，對軸承的壽命要求嚴格。軸承內除了內外套圈外鋼球也是主要影響整體軸承壽命的部件之一，因此需要其向耐高溫、高速、長壽命技術方向推進
發明內容
發明目的為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種高速紡機軸承鋼球的生
產工藝。技術方案為了實現以上目的，本發明所述的一種高速紡機軸承鋼球的生產工藝，它包括如下步驟
1、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球；
2、熱處理將毛坯球投入到網帶式連續爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間60-80分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-100°C ;將淬火完了的鋼球在-10°到-40°的冷卻水中進行冷凍處理，然后進行回火，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間160-180分鐘；
3、研削I:將經過熱處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，陶瓷砂輪150-200目，加工速度50-100rpm,壓力l_5Mpa,研削介質柴油；
4、表面強化處理采用表面強化機對經過研削I后的鋼球進行表面強化處理，處理參數為轉速20-30rpm/min，處理時間60-150分鐘，硬度值63_66HRC ；
5、研削II:將經過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪500-1500目，加工速度:50-100rpm，壓力:l_5Mpa，研削介質柴油；
6、精研將經過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000目，加工速度20-50rpm，壓力2_4Mpa，研削介質柴油；
7、外觀自動選別經過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另O，選別時光源探頭發出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內時，鋼球被判定為合格品；
8、將選別出的合格品進行包裝。
為了縮減工藝流程，步驟I中冷鐓毛坯球的沖壓量為O. 15-0. 20mm。作為優選，步驟6所述的精研過程中鋼球的波紋度控制在低頻L:l-2um/s;中頻M l_3um/s ;高頻 H:8_9um/s。有益效果本發明與現有技術相比具有以下優點
(1)本發明所述的工藝通過對材料、熱處理以及表面強化工藝的參數的控制來達到鋼球適正應力，從而達到高轉速條件下提高鋼球使用壽命的目的，鋼球疲勞壽命經過客戶技術中心對本發明制作的鋼球合套后的軸承進行測試，基本額定壽命的試驗值Lltlt大于4000小時，可靠度達到100%，鋼球壽命試驗值較普通鋼球高出3-5倍；
(2)采用表面強化機通過鋼球自身的相互撞擊來達到硬度值的提高，同時通過鋼球的自身沖擊力量來取得在鋼球內部特定的深度分布適當的應力梯度，通過外界的應力追加和 軸承鋼本身通過熱處理后的應力達到平衡點，將應力值分布有梯度的分布在鋼球表面到內部的一定深度范圍內；
(3)將表面強化加入到研削I之后，形成熱處理、研削I、表面強化的工序步驟，從而調整了經過表面強化后的應力在鋼球內部的梯度分布，將其控制在鋼球表面鋼球直徑深度的5%以內；
(4)提高了鋼球的壓碎負荷值，相比國家標準高出2-3倍；
(5)經年變化率為max:5Χ ΙΟΛιι ，龜裂敏感值為max :3. 2um。
具體實施例方式下面結合附圖
和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等同變換或修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。實施例I
一種高速紡機軸承鋼球的生產工藝，它包括如下步驟
1、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球，其沖壓量為O.15-0. 20mm,
通過設計機床模具，以及鋼絲原材料的料段長度的計算，使沖壓后的冷鐓毛坯球飛邊很小或基本沒有；
2、熱處理將毛坯球投入到網帶式連續爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間70分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-100°C;將淬火完了的鋼球在-10°到-40°的冷卻水中進行冷凍處理，然后進行回火，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間170分鐘；
3、研削I:將經過熱處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，陶瓷砂輪150-200目，加工速度IOOrpm,壓力l_5Mpa,研削介質柴油；
4、表面強化處理采用表面強化機對經過熱處理后的鋼球進行表面強化處理，處理參數為轉速25rpm/min，處理時間105分鐘，硬度值65HRC ；
5、研削II:將經過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪500-1500目，加工速度80rpm，壓力l_5Mpa，研削介質柴油；
6、精研將經過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000目，加工速度35rpm，壓力2_4Mpa，研削介質柴油；該精研過程中鋼球的波紋度控制在低頻 L: l_2um/s ;中頻 M :l_3um/s ;高頻 H:8_9um/s ；
7、外觀自動選別經過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另O，選別時光源探頭發出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內時，鋼球被判定為合格品；
8、將選別出的合格品進行包裝。經上述工藝加工的鋼球球批直徑變動量O. 06，球直徑變動量O. 01，球形誤差
O.04，表面粗糙度RaO. 001，圓度O. 04。鋼球疲勞壽命經客戶技術中心對鋼球合套后的軸承樣品檢測，基本額定壽命的試驗值Lltlt= 4028小時，可靠度達到100%，遠遠超過《滾動軸 承精品鋼球技術條件》要求；鋼球的壓碎負荷值為18.8 KN，相比國家標準(5/32”國家標準為8. 4KN)高出2. 2倍，經年變化率為2. 50X 10_4um，龜裂敏感值為I. 96um。實施例2
一種高速紡機軸承鋼球的生產工藝，它包括如下步驟
I、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球，其沖壓量為O. 15-0. 20mm,
通過設計機床模具，以及鋼絲原材料的料段長度的計算，使沖壓后的冷鐓毛坯球飛邊很小或基本沒有；
(2)、熱處理將毛坯球投入到網帶式連續爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間60分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-100°C;將淬火完了的鋼球在-10°到-40°的冷卻水中進行冷凍處理，然后進行回火，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間160分鐘；
3、研削I:將經過熱處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，陶瓷砂輪150-200目，加工速度80rpm,壓力l_5Mpa,研削介質柴油；
4、表面強化處理采用表面強化機對經過熱處理后的鋼球進行表面強化處理，處理參數為轉速20rpm/min，處理時間60分鐘，硬度值65HRC ；
5、研削II:將經過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪500-1500目，加工速度50rpm，壓力l_5Mpa，研削介質柴油；
6、精研將經過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000目，加工速度20rpm，壓力2_4Mpa，研削介質柴油；；該精研過程中鋼球的波紋度控制在低頻 L: l_2um/s ;中頻 M : l_3um/s ;高頻 H: 8_9um/s ；
7、外觀自動選別經過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另O，選別時光源探頭發出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內時，鋼球被判定為合格品；
8、將選別出的合格品進行包裝。經上述工藝加工的鋼球球批直徑變動量O. 05，球直徑變動量O. 04，球形誤差O. 02，表面粗糙度Ra O. 0009，圓度O. 02。鋼球疲勞壽命經客戶技術中心對鋼球合套后的軸承樣品檢測，基本額定壽命的試驗值L1(lt=4102小時，可靠度達到100%，遠遠超過《滾動軸承精品鋼球技術條件》要求；鋼球的壓碎負荷值為21. 5KN，相比國家標準(5/32”國家標準為8. 4KN)高出2. 5倍，經年 變化率為2. 52X 10_4um,龜裂敏感值為I. 90um。實施例3
一種高速紡機軸承鋼球的生產工藝，它包括如下步驟
1、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球，其沖壓量為O.15-0. 20mm,
通過設計機床模具，以及鋼絲原材料的料段長度的計算，使沖壓后的冷鐓毛坯球飛邊很小或基本沒有；
2、熱處理將毛坯球投入到網帶式連續爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間80分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-100°C;將淬火完了的鋼球在-10°到-40°的冷卻水中進行冷凍處理，然后進行回火，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間180分鐘；
3、研削I:將經過熱處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，陶瓷砂輪150-200目，加工速度50rpm，壓力l_5Mpa，研削介質柴油；
4、表面強化處理采用表面強化機對經過熱處理后的鋼球進行表面強化處理，處理參數為轉速30rpm/min，處理時間150分鐘，硬度值67HRC ；
5、研削II:將經過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪500-1500目，加工速度100rpm，壓力l_5Mpa，研削介質柴油；
6、精研將經過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000目，加工速度50rpm，壓力2_4Mpa，研削介質柴油；該精研過程中鋼球的波紋度控制在低頻 L: l_2um/s ;中頻 M :l_3um/s ;高頻 H:8_9um/s ；
7、外觀自動選別經過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另O，選別時光源探頭發出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內時，鋼球被判定為合格品；
8、將選別出的合格品進行包裝。經上述工藝加工的鋼球球批直徑變動量O. 05，球直徑變動量O. 02，球形誤差
O.02，表面粗糙度RaO. 0010,圓度O. 05。鋼球疲勞壽命經客戶技術中心對鋼球合套后的軸承樣品檢測，基本額定壽命的試驗值Lltlt= 4076小時，可靠度達到100%，遠遠超過《滾動軸承精品鋼球技術條件》要求；鋼球的壓碎負荷值為23. 8KN，相比國家標準(5/32”國家標準為8. 4KN)高出2. 8倍，經年變化率為2. 48X 10_4um，龜裂敏感值為I. 94um。
權利要求
1.一種高速紡機軸承鋼球的生產工藝，其特征在于它包括如下步驟 (1)、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球； (2)、熱處理將毛坯球投入到網帶式連續爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間60-80分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-100°C ;將淬火完了的鋼球在-10°到-40°的冷卻水中進行冷凍處理，然后進行回火，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間160-180分鐘； (3)、研削I:將經過熱處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，陶瓷砂輪150-200目，加工速度50-100rpm，壓力l_5Mpa，研削介質柴油； (4)、表面強化處理采用表面強化機對經過研削I后的鋼球進行表面強化處理，處理參數為轉速20-30rpm/min，處理時間60-150分鐘，硬度值63_66HRC ； (5)、研削II:將經過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪500-1500目，加工速度:50-100rpm，壓力:l_5Mpa，研削介質柴油； (6)、精研將經過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000目，加工速度20-50rpm，壓力2_4Mpa，研削介質柴油； (7)、外觀自動選別經過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另O，選別時光源探頭發出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內時，鋼球被判定為合格品； (8)、將選別出的合格品進行包裝。
2.根據權利要求I所述的高速紡機軸承鋼球的生產工藝，其特征在于步驟(I)中冷鐓毛坯球的沖壓量為O. 15-0. 20mm。
3.根據權利要求I所述的高速紡機軸承鋼球的生產工藝，其特征在于所述步驟(6)中精研過程中鋼球的波紋度控制在低頻L: l-2um/s;中頻M:l-3um/s ;高頻H:8_9um/s。
全文摘要
本發明公開了一種高速紡機軸承鋼球的生產工藝，它包括如下步驟冷鐓→熱處理→研削Ⅰ→表面強化→研削Ⅱ→精研→外觀選別→包裝。本發明所述的工藝通過對材料、熱處理以及表面強化工藝的參數的控制來達到鋼球適正應力，從而達到高轉速條件下提高鋼球使用壽命的目的，鋼球疲勞壽命經過客戶技術中心對本發明制作的鋼球合套后的軸承進行測試，基本額定壽命的試驗值L10t大于4000小時，可靠度達到100%，鋼球壽命試驗值較普通鋼球高出3-5倍。
文檔編號B23P15/00GK102848155SQ201210357518
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者張立, 陳雅平 申請人:椿中島機械(太倉)有限公司