適用于微型軸承套圈切削件的鉻軸承鋼冷拔材及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種冷拔材的制造，具體說涉及一種適用于微型軸承套圈切削件的鉻 軸承鋼冷拔材及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 軸承鋼是合金鋼的一個種類，其中鉻軸承鋼，例如牌號為SAE52100SF的鉻軸承鋼 是制造各高質量靜音微型軸承套圈的主要材料之一。SAE52100SF軸承鋼的特點是：碳含量 在0. 98~1. 10%，鉻含量在1. 30~1. 60,氧含量：7PPM以下，鈦含量：15PPM以下，硫含 量：0. 005以下，用于制造各種微型軸承套圈。
[0003] 常見的軸承鋼套圈切削件的制備流程如下：
[0004] 1、鋼鐵制造商提供合格的軸承鋼棒材，其供貨狀態(tài)的特點是：1)、冷拉退火材供 貨；2)、冷拉退火磨光材供貨，適用于普通的低速切削成型加工。
[0005] 2、軸承制造商，將鋼鐵制造商提供的軸承鋼材料產品，加工成合格的軸承套圈；加 工特點是：切削成型加工。
[0006] 目前軸承制造商在微型軸承制造方面，對設備進行了大規(guī)模的改造，微型軸承套 圈制備具有一次車削、一次精磨成型的特點，要求材料車削中"斷屑均勻、不產生粘刀、車 削表面光潔、尺寸公差穩(wěn)定、切削轉速5000轉/分以上"的高速切削的要求；冷拉退火材、冷 拉磨光材供貨切削成型加工中，存在著"切削速度慢、斷屑困難、粘刀，車削套圈表面粗糙， 尺寸偏差大"等現(xiàn)象，只能作為初級加工，后續(xù)經多次精磨后制成合格微型軸承套圈。
[0007] 目前鋼鐵制造商生產的軸承鋼冷拔材料，其冷加工藝為：熱軋盤卷一球化退火 -冷拉成品一成品再結晶退火一矯直一（磨光）一包裝，適用于機械制造商的切削轉速 < 4000轉/分低速"切削成型加工"，但是，不能滿足機械制造商的"連續(xù)高速的切削成型工 藝"要求。在連續(xù)高速的切削生產時，極易產生材料的斷屑困難、粘刀，車削套圈表面粗糙， 尺寸偏差大，車削刀具損壞等，無法進行正常的連續(xù)高速的切削生產；由于成品再結晶退火 后硬度較低，適用范圍較狹窄，不能適應連續(xù)高速的切削成型加工。能適應高速切削微型軸 承套圈用SAE52100SF合金鋼產品，是合適的冷拔材，但高速切削采用SAE52100SF冷拔材的 微型軸承套圈的生產仍是一個技術難題。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種適用于微型軸承套圈切削件的鉻軸承鋼冷拔材及其制 造方法，使所生產的鉻軸承鋼冷拔材可避免切削速度慢、斷屑困難、粘刀、車削套圈表面粗 糙，尺寸偏差大的生產問題，而滿足高速切削微型軸承套圈過程中生產要求。
[0009] 根據本發(fā)明一方面提供一種適用于微型軸承套圈切削件的鉻軸承鋼冷拔材制造 方法，該制造方法是對鉻軸承鋼冷拔材的熱軋的盤卷坯料進行加工，其特征在于，該鉻軸承 鋼冷拔材制造方法包括以下工藝步驟：球狀化退火處理、盤卷表面處理、冷拔半成品盤卷處 理、再結晶軟化退火處理、冷拔成品直條與渦流探傷處理。
[0010] 球狀化退火處理是將熱軋的盤卷坯料進行球狀化退火，以獲得均勻的球狀珠光體 組織組和恢復塑性；盤卷表面處理是對熱軋球狀化退火處理后盤卷良好表面處理，以消除 表面存在的擦傷、裂紋、氧化皮、脫碳等缺陷；冷拔半成品盤卷處理是將盤卷表面處理后的 盤卷通過在線拋丸處理，在拉拔機上采取設定的變形量拉拔半成品，以生產成圓形的盤卷； 再結晶軟化退火處理是使經冷拔半成品盤卷處理所形成的圓形的盤卷恢復原有的塑性、降 低成品硬度，以滿足后續(xù)冷拔、成品最終性能的要求；冷拔成品直條與渦流探傷處理是在連 續(xù)拉拔機上，采用設定的變形量，將盤卷鋼材生產成直條棒材，并在渦流探傷設備上，將冷 拔成品直條逐支進行表面檢測，以自動檢測出不合格的冷拔成品直條。
[0011] 球狀化退火處理是使熱軋盤卷在帶有氮氫保護氣氛強對流罩式爐進行退火，隨爐 升溫到770-790°C，升溫時間為彡6. 5h ;保溫5-7小時后以彡20°C /h冷卻至700-720°C，保 溫2-4小時，帶冷卻罩冷卻到140°C或以下溫度出爐。
[0012] 再結晶軟化退火處理中采用的罩式爐的有效尺寸是直徑：3000mm ;高度：3700mm ; 保護氣類型：N2露點：彡-60°C ;含氧量：彡5ppm ;最大裝爐量12噸；工藝控制要求為：隨爐 升溫到660-680°C，保溫4-7小時后以彡20°C /h帶冷卻罩冷卻到140°C或以下溫度出爐； 退火后鋼材無氧化脫碳；組織為：均勻珠光體球化組織2. 0~4. 0級。
[0013] 盤卷表面處理過程為：盤卷一開卷矯直一切削一砂帶拋光一收卷；設定進給速度 為15-25m/min，切削單邊量為0. 10-0. 15mm，刀盤轉速控制在2600-3100rpm，1、2、3號拋光 機轉速無級可調< 230-250rpm，用80#砂帶拋光后，表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m。
[0014] 冷拔半成品盤卷處理包括盤卷一開卷預矯一拋丸一拉拔半成品盤卷；單道次冷拔 壓縮率不大于45%，以確保拉拔順利和拉拔過程中不發(fā)生公差出格、拉毛、斷裂，同時確保 收卷時卷形的整齊；冷拔使用的變形工具是冷拉模具，對模具的要求是內表面無砂眼、無金 屬嵌入、無凹坑、環(huán)形溝槽缺陷，并且其表面光潔度達到鏡面。
[0015] 冷拉模具的幾何尺寸為入口角60°、潤滑錐36°、工作錐16°、定徑帶3~4mm、 出口錐60° ;冷拉用模具的材質為YG8 ;冷拔速度和收卷參數控制為：鉻軸承鋼鋼種的冷拔 變形采用中速拉拔，冷拔速度控制在60-80m/min ;通過調整模具的角度，使經冷拔后成一 直線，收卷彎曲后的盤卷外徑在1000-1150mm，內徑在：850-1000mm，撓度小于3mm，以符合 盤卷收卷的生產工藝要求。
[0016] 冷拔成品直條是以盤卷通過預矯、拋丸、冷拔變形、剪切定尺、拋光、精矯、探傷收 集方法進行最終的成型加工而成；拉拔速度控制在50-70m/min，同時，通過調整模具的水 平軸（X軸）和垂直軸（Y軸）的角度，保持經冷拔后鉻軸承鋼鋼種的直線度剪 切模安裝規(guī)格是以成品最大尺寸+〇. 5mm，確保端部平整，無剪切壓痕；成品在線預矯直使 用水平軸（X軸）和垂直軸（Y軸）雙向矯直，直線度< lmm/m;經拋光、二輥精矯后，直線 度< 0. 5mm/m ;渦流探傷是針對經二輥精矯后材料，其過程為：調整好渦流探傷平臺高度及 更換相應規(guī)格的導套，調節(jié)探頭與檢測棒材間的距離，調節(jié)傳感系統(tǒng)前后驅動輪，保持四個 輪子松緊一致，調整光柵確保棒材穿過時信號反映正確，采用標準樣棒：探傷表面人工傷尺 寸：0. 05X0.1 OX IOmm(深X寬X長）進行在線探傷檢測，對不符合標準要求的有缺陷產 品自動檢出。
[0017] 根據本發(fā)明另一方面提供一種適用于微型軸承套圈切削件的鉻軸承鋼冷拔材， 其是采用上述制造方法制造成，其直線度< 0. 5mm/m，冷拉退火+輕拉狀態(tài)，硬度為210~ 270HBW，退火球狀化珠光體顯微組織為：2. 0~4. 0級，直條冷拉棒表面缺陷< 0. 05mm，進行 表面蝸流探傷。
[0018] 該鉻軸承鋼冷拔材是適用于微型軸承套圈切削件的SAE52100SF冷拔材產品。
[0019] 本發(fā)明的技術方案的優(yōu)點是：
[0020] 1、通過采取球狀化退火處理、盤卷表面處理、冷拔半成品盤卷處理、再結晶軟化退 火處理、冷拔成品直條與渦流探傷五部分的生產方式生產的成品，解決了高速切削微型軸 承套圈生產中的"切削速度慢、斷屑困難、粘刀，車削套圈表面粗糙，尺寸偏差大"生產現(xiàn)象， 提高了材料在高速切削的成材率，滿足了高速切削微型軸承套圈過程中生產要求。
[0021] 2、通過冷拔工藝的實施，使SAE52100SF鋼種材料在切削微型軸承套圈制