專利名稱：直線法蘭軸承的法蘭與軸承套圈焊接工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種軸承的制造方法，特別是關于直線法蘭軸承的法蘭與軸承套圈焊接方法。
背景技術：
目前，直線法蘭軸承加工方法，是采用連體坯料的加工方法，即將軸承原料鋼塊加熱至一定溫度在專用模具成型，再經(jīng)幾次鍛壓成法蘭環(huán)與軸承套圈的連體坯料，最后經(jīng)金加工法蘭和軸承套圈的內(nèi)外徑及平面，達到符合要求的法蘭軸承。采用上述連體坯料加工方法，生產(chǎn)工序多，生長周期長，原材料采用可鍛軸承鋼，要通過落料、加溫、粗鍛壓、再加溫、精鍛壓、車削加工、銑削內(nèi)圓弧槽、高溫熱處理，再平內(nèi)外面、磨削精加工，各項工序費用大，原材料消耗也多，各個工序工夾模具多，加工難度大。在車削銑磨過程中，公差難以保證，特別是套圈內(nèi)徑圓弧槽采用銑削加工，公差精度只能達8級左右，達不到高精度的要求。CN2504430Y提出一種法蘭組合式直線軸承，其為解決直線軸承套圈與法蘭固接后加工工序多難度大，達不到精度要求，原材料浪費嚴重，制造成本高的問題，提出在軸承套圈的外緣車螺紋，在法蘭內(nèi)環(huán)壁上車相對應的螺紋，此方法雖然簡化了工序，但存在加工螺紋精度要求高，公差配合難度大，難以保證直線法蘭軸承高精度要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前直線法蘭軸承采用連體坯料加工方法存在的缺陷，尋找一種直線法蘭軸承加工新方法，要求該方法的加工工序簡單、工裝夾具小、生長周期短、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品精度等級的目的。
本發(fā)明采用以下的工藝方法實現(xiàn)上述目標。
直線法蘭軸承的法蘭與軸承圈焊接工藝其特征包括以下步驟A、在法蘭內(nèi)孔中嵌入釬焊絲，并在嵌好焊絲的法蘭與軸承圈結合面上涂覆助焊劑。
B、將已嵌入焊絲已涂覆助焊劑的法蘭與軸承套圈的結合面相互套合，然后在壓力機上冷擠壓連接成法蘭軸承套。
C、將經(jīng)過冷擠壓連接的法蘭軸承套送入無氧氣熱處理爐中加熱升溫至焊絲熔化溫度，保溫數(shù)十分鐘后，放入淬火油中冷卻至室溫；D、將經(jīng)過上述熱處理的法蘭軸承套置于回火爐中保溫3～4小時，保溫溫度為175～185℃，自然冷卻至室溫。
在實施上述工藝之前，法蘭和軸承套圈零件的生產(chǎn)加工，依據(jù)使用的技術要求，按常規(guī)加工和檢驗方法組織批量備用件，焊接用的法蘭選用45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼，軸承套圈選用GCr15號優(yōu)質(zhì)軸承鋼，法蘭內(nèi)孔公差為H7級，軸承套圈外徑公差為h6級，兩者粗糙度都應在1.6級以上。法蘭內(nèi)孔中設有嵌焊絲的凹槽，其深寬度依據(jù)產(chǎn)品規(guī)格型號控制在0.4～0.8mm。
本發(fā)明最主要特點是選用釬焊絲，用熱處理加熱方法，一次完成成異種鋼材，例如中碳鋼和軸承鋼的焊接。該工藝主要通過特種釬焊絲嵌在法蘭和軸承套圈界面之間，在一定高溫之下，既達到焊釬絲熔化將法蘭和套圈牢固焊接的目的，又達到產(chǎn)品淬火后的強度要求，因此選擇特種的釬焊絲很重要。選用的焊釬料應具有良好的熔點和流動性，加速界面間的原子擴散，能充分填滿兩個界面之間的縫隙；在高溫條件下具有不揮發(fā)，不會因焊釬料的熔化而離解蒸發(fā)出有毒素化合物，復合界后有穩(wěn)定的物理性能和機械強度。本工藝選用釬焊絲屬銀銅焊絲，其中銀含量為40～45％重量，銅含量為40～50％重量，其余為鋅、錫及其他微量元素，使焊絲在熱處理爐中形成熔化狀態(tài)，在法蘭和套圈界面中產(chǎn)生毛細管吸附狀態(tài)，降低界面的熔點，使界面表層在高溫下加速界面原子的擴散速度，達到互相浸潤形成牢固結合界面。
熔融焊接過程中選用合適的助焊劑，例如免清洗助焊劑涂覆于釬焊絲的焊接界面上，用于清潔活化界面，促進焊接界面原子的相互擴散，對穩(wěn)定熔融物化學活性，提高焊接界面強度和韌性作用很大，助焊劑可選用鹽酸聯(lián)氨類，醇聯(lián)氨類以及環(huán)氧樹脂類添加具有良好侵潤性和流動性的銅、鋅、錫粉調(diào)成粘合劑，均勻地涂在接合界面上，諒干備用。
法蘭與軸承套圈公差配合也很重要，兩者界面之間宜采用過盈公差，不能過松，也不能過緊，過松則在高溫淬火時，由于材料收縮導致熔化的焊液流失，影響焊接牢固，過緊則在壓配或高溫過程中使產(chǎn)品變形影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此法蘭與軸承套圈精度配合要好，準備用于此工藝的法蘭內(nèi)徑公差為H6，軸承套圈公差為h5，必須控制每只零部件的公差尺寸，以確保產(chǎn)品成品率。
熱處理環(huán)境和溫度控制至關重要，熱處理爐應為可抽真空的，抽真空主要是為了除去氧氣，熱處理爐中空氣含氧氣由于高溫氧化作用改變優(yōu)質(zhì)中碳鋼和軸承鋼的特性，同時也使焊接材料不穩(wěn)定，因此，將熱處理爐抽真空或抽真空后充入惰性氣體都同樣有效和可行。
熱處理爐的升溫和保溫控制要嚴格，溫升隨焊釬絲成份的不同而有差異，與焊釬絲的熔融溫度相關，溫度過低或保溫時間不足焊釬絲不能熔化，起不到焊接作用，溫度過高或保溫時間過長，焊釬絲熔化過快滲透不均勻，使焊接面緊固不夠，產(chǎn)生廢品，達不到焊牢的目的，若選用高銀釬焊絲，溫度控制在820℃～880℃，保溫時間15～30分鐘，隨著銀釬焊絲的銀和銅含量的不同在此溫度范圍之內(nèi)變化。實驗表明在850℃±30℃，保溫15～30分鐘，有95％以上的成品率。
上述工藝方法的特點是用焊接材料冷擠壓與高溫熱處理相結合，使法蘭與軸承套之間的焊絲熔化，借助金屬材料間分子間緊壓吸附作用，將法蘭與軸承套牢固焊接，達到產(chǎn)品規(guī)定的牢固強度，它與連體坯料加工工藝相比的顯著優(yōu)點是減少生產(chǎn)工序和工夾模具、降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，采用壓接熱處理工藝省去了幾次鍛壓和銑削磨的精加工，大大節(jié)省了加工時間、節(jié)約加工費用。同時也穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，原采用連體坯鍛壓件，在金加工中都要有特定的工裝夾具，在車削過程中，公差難保證，特別是套圈內(nèi)徑圓弧槽采用銑削加工，公差精度只能在8級左右，而采用焊接熱處理工藝，法蘭與套圈采用冷擠壓連接成型，公差精度能達到6級，提高1級以上的精度，粗糙度原來為6.3，而且不穩(wěn)定，現(xiàn)在能達到1.6，而且很穩(wěn)定，使軸承鋼球在套圈內(nèi)運轉(zhuǎn)靈活性好，噪音少，從而使軸承質(zhì)量出相應提高了一級以上。
具體實施例方式
現(xiàn)以LM20法蘭軸承的法蘭與軸承套圈的壓接熱處理工藝作進一步說明。
法蘭和套圈零件的清洗所有備用的法蘭和套圈都先用清洗液清洗干凈，特別要注意法蘭內(nèi)孔槽和套圈套合壓配表面要清洗干凈，進行干燥處理；焊接材料的準備和嵌放選用Φ為0.7～0.8的銀釬焊絲，用繞線機卷成圓形絲卷，并用嵌入器把圓形焊絲均勻嵌入法蘭內(nèi)孔的焊絲凹槽內(nèi)，將助焊劑均勻地涂覆在法蘭和套圈的結合面上，諒干備用；過盈配合和冷擠壓將已嵌入焊絲的法蘭和已涂助焊劑的軸承套圈結合面對準，在夾具上緊密套合，然后在10T～20T液壓機上加壓1MPa～10MPa緩緩擠壓形成法蘭與軸承套壓接件；檢驗配壓復合件的質(zhì)量將經(jīng)過配壓的復合件檢測冷擠壓緊密情況，挑除不垂直的，有松動的和其他不合格的次品；點焊法蘭與套圈的圓接觸面將合格壓接件的法蘭內(nèi)徑與套圈外徑接觸圓線上用氬弧焊機均勻點焊2～3點，以防高溫淬火中變形和脫落；排放法蘭軸承壓接件于特制容器中將每只法蘭軸承壓接件平整垂直排放在特制的鐵柵格容器中，并保持水平穩(wěn)定。
高溫熱處理將已排放平穩(wěn)的法蘭軸承壓接件置于高溫無氧熱處理爐中，爐溫升至830℃～880℃，保溫15～30分鐘后，放入淬火油中冷卻至室溫，達到緊密結合牢固的法蘭軸承套。
法蘭軸承套圈低溫回火處理將經(jīng)過淬火處理的法蘭軸承套置于低溫回火保溫爐中，保溫溫度在180℃左右，保溫3小時后自然冷卻至室溫。即達到消除內(nèi)應力和保持產(chǎn)品硬度，并保證焊接牢固的目的。
焊接牢固性檢測將經(jīng)過回火處理的法蘭軸承套置于專用具器中作強度檢測，每只法蘭套圈通過30kg抗拉強度實驗，合格率在95％以上。
權利要求
1.直線法蘭軸承的法蘭與軸承套圈焊接工藝，其特征包括以下步驟A、在法蘭內(nèi)孔中嵌入焊釬絲，并在嵌好焊絲的法蘭與軸承圈結合面上涂覆助焊劑。B、將已嵌入焊絲已涂覆助焊劑的法蘭與軸承套圈的結合面互相互套合，然后在壓力機上冷擠壓連接成法蘭軸承套。C、將經(jīng)過冷擠壓連接的法蘭軸承套送入無氧氣熱處理爐中加熱升溫至焊絲熔化溫度，保溫數(shù)十分鐘后，放入淬火油中冷卻至室溫；D、將經(jīng)過上述熱處理的法蘭軸承套置于回火爐中保溫3～4小時，保溫溫度為175～185℃，自然冷卻至室溫。
2.根據(jù)權利要求1所述直線法蘭軸承的法蘭與軸承圈焊接工藝，其特征是用釬焊絲，用熱處理加熱方法，一次完成中碳鋼和軸承鋼的焊接。
3.根據(jù)權利要求1所述直線法蘭軸承的法蘭與軸承套圈焊接工藝，其特征是嵌入法蘭內(nèi)孔中的焊釬絲為銀銅焊釬絲，銀含量為40～45％重量，銅含量為40～50％重量，其余為鋅、錫及其他微量元素。
4.根據(jù)權利要求1所述直線法蘭軸承的法蘭與軸承圈焊接工藝，其特征是熱處理爐升溫度為820℃～880℃，保溫時間為15～30分鐘。
5.根據(jù)權利要求1所述直線法蘭軸承的法蘭與軸承圈焊接工藝，其特征是法蘭與軸承套圈備用件的公差配合為過盈配合，其中法蘭內(nèi)徑公差為H6級，軸承套圈公差為h5級。
6.根據(jù)權利要求1所述直線法蘭軸承的法蘭與軸承圈焊接工藝，其特征是經(jīng)過熱處理的法蘭軸承套置于180℃回火爐中保溫3小時后自然冷卻至室溫。
全文摘要
直線法蘭軸承的法蘭與軸承套圈焊接工藝，在法蘭內(nèi)徑嵌入釬焊絲，用冷擠壓配壓到軸承圈的外徑中，在無氧熱處理爐中升溫熔化、保溫、粹火、冷卻，再回火、淬火、冷卻，使法蘭與軸承圈的界面焊料滲透均勻，結合牢固。產(chǎn)品公差精度達到6級，粗糙度達到1.6級，軸承鋼球在套圈內(nèi)運轉(zhuǎn)靈活性好、噪音小，使軸承質(zhì)量提高一級以上。本工藝與連體坯生產(chǎn)工藝相比具有縮短工序、減少工夾模具，省去鍛壓、銑磨車精加工，具有節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)點。
文檔編號B23K35/24GK1586781SQ20041005354
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權日2004年8月6日
發(fā)明者鄭世良, 梅雪成 申請人:寧波恒力汽配軸承有限公司