鋼球作為滾(gǔn)動軸承(chéng)的關鍵零件(jiàn),在(zài)軸承中(zhōng)起承(chéng)載和傳遞(dì)載荷(hé)與運動的(de)作用,對軸承的(de)壽命和(hé)振動噪(zào)聲有(yǒu)較大的影(yǐng)響。
鋼(gāng)球表面上(shàng)的任(rèn)何一(yī)點都是(shì)承受(shòu)載(zǎi)荷的(de)工作面(miàn),承(chéng)受周期不(bú)定的變載(zǎi)荷,接(jiē)觸面積小,接觸應(yīng)力大,鋼(gāng)球受力條(tiáo)件比(bǐ)較惡劣,極易産生疲勞破壞。鋼(gāng)球整個(gè)表面既(jì)是加(jiā)工(gōng)面(miàn)又是支承面,因此鋼(gāng)球加工(gōng)技術也是機械(xiè)行業中(zhōng)非常獨特、專業(yè)化的(de),對原材料、工藝(yì)技術、加工裝備(bèi)、工裝(zhuāng)磨具(jù)、研磨液等要求(qiú)非常高(gāo)。
目前,國内鋼球工(gōng)藝技術(shù)水平、裝備水(shuǐ)平、質量控制水(shuǐ)平以(yǐ)及工裝磨(mó)具水平都(dōu)已達(dá)到或(huò)接(jiē)近國際(jì)先進水平(píng),管理更趨精細(xì)和完(wán)善,規模化生産(chǎn)和經營凸現,生(shēng)産總量不(bú)斷擴大。鋼(gāng)球質量水(shuǐ)平: 批量生産公差等(děng)級(jí)g5,規格材(cái)料齊全,單(dān)粒振動達(dá)到(dào)26 db,壽命k值(zhí)達到(基本(běn)額定(dìng)壽命試驗值 l10t 與(yǔ)基本額定壽命(mìng)l10之比) 達(dá)到12以上(shàng)。
1)加工工藝過程(chéng)
2種主要加工工(gōng)藝方法:
2)原材料(liào)
gcr15線材由于價位适中,熱處理容(róng)易,應(yīng)用最為廣(guǎng)泛,約占(zhàn)85%以上。其(qí)他,如應(yīng)用在與(yǔ)耐久性相(xiàng)比更重視耐蝕性的場合,采用(yòng)不鏽鋼(gāng)鋼球(qiú);飛(fēi)機等(děng)特殊用途(tú),要求(qiú)使用優于(yú)gcr15耐熱(rè)性的高速(sù)工具(jù)鋼(鎢(wū)系鋼)及耐(nài)熱鋼(m50)等,特殊用途的鋼球通常(cháng)由于實(shí)施複雜的熱處(chù)理(lǐ)工藝(yì)(如高溫淬火、多(duō)次回(huí)火、冷處理(lǐ)等)材料(liào)成本更(gèng)高,加工成本也較高。
3)工(gōng)藝裝備(bèi)
國内已經形成(chéng)了一整(zhěng)套的主力鋼(gāng)球(qiú)加工工(gōng)藝裝備(bèi),包括z32,z32g系(xì)列鋼球冷镦機(jī)及高(gāo)速冷镦機(jī),3m49,3m79系列光球機,3m46,3m76系(xì)列磨球機(jī),3m47,3m77系列研球(qiú)機,保(bǎo)護氣(qì)氛熱處理(lǐ)爐,鋼(gāng)球表(biǎo)面強化機,基(jī)于(yú)毛刷(shuā)清洗(xǐ)與基于(yú)高強度(dù)海綿旋(xuán)轉(zhuǎn)擠壓清洗(xǐ)的清洗機(jī)等。檢測設(shè)備主要有基于視覺(jiào)系統的鋼球表(biǎo)面質量外觀檢(jiǎn)查儀,基于(yú)渦流(liú)探傷原(yuán)理(lǐ)附帶光學(xué)、振動通道(dào)的渦流光電外(wài)觀檢查儀(yí)。光、磨、研主力加工機床研(yán)磨闆(pǎn)直徑(jìng)為(wéi)φ300~950(1000)mm,裝球量20~1000 kg,機床(chuáng)加工(gōng)精度可(kě)滿(mǎn)足g5鋼(gāng)球(qiú)的(de)要求(qiú)。
需要引起重視(shì)的問題:1.國(guó)産高(gāo)速冷镦(duì)機(jī)質量(liàng)仍不太穩定,可(kě)靠性較差,冷镦(duì)模具(jù)質(zhì)量偏低(dī);2. 光、磨、研設備一(yī)般為(wéi)通用設備(bèi),專線化專業布局設(shè)計有(yǒu)不少提升,效率仍需(xū)要不斷提(tí)升;(3)光(guāng)、磨、研(yán)設備自動(dòng)控制(zhì)和自動化(huà)水平需進一步(bù)提高; (4)鋼球加工(gōng)工序(xù)間清(qīng)洗、幹燥(zào)、質(zhì)量控制連(lián)線設備仍(réng)缺乏(fá)專業(yè)布局(jú)和生(shēng)産;(5)鋼(gāng)球成(chéng)品清洗設備适用性(xìng)及清洗可靠性(xìng)需提升(shēng);(6)鋼球成(chéng)品外(wài)觀檢查儀器仍(réng)需完善,提(tí)高可(kě)靠性。
4)質量(liàng)控制方法
國内(nèi)鋼球質量(liàng)控制(zhì)已經形成(chéng)了一(yī)整套的(de)方法,質(zhì)量指(zhǐ)标和方法(fǎ)主(zhǔ)要為:原(yuán)材料(liào)質量(liàng)、尺寸及(jí)尺(chǐ)寸精度、熱(rè)處理硬度及金相組(zǔ)織、表面缺陷。随(suí)着鋼(gāng)球加工工(gōng)藝及(jí)加工裝備的完善,各鋼球(qiú)制造企業在尺(chǐ)寸及尺寸精度、熱(rè)處理(lǐ)硬(yìng)度等方面(miàn)基本(běn)都能滿足标準(zhǔn)要求。還需要(yào)引起重(zhòng)視的問(wèn)題(tí):1.原材料質量(liàng)控制和(hé)根據鋼球(qiú)用途(tú)進行材料選擇(zé);2.鋼球尺(chǐ)寸穩定(dìng)性檢(jiǎn)測與控制;3.鋼球表(biǎo)面(miàn)強化、表面應力控制(zhì);4.鋼球表面(miàn)形貌(mào)的檢測(cè)與(yǔ)控制(zhì);5.鋼球(qiú)表面(miàn)波紋度(dù)監(jiān)測和(hé)控制(zhì);6.鋼球(qiú)出貨(huò)質(zhì)量(liàng)确認(rèn);7.鋼球接觸(chù)疲勞壽命試驗與控(kòng)制。
5)接(jiē)觸疲勞失效
滾動疲(pí)勞的(de)機(jī)理大緻(zhì)分為内部起源型剝落(luò)與表面(miàn)起源型剝(bāo)落兩(liǎng)類。内(nèi)部起源型(xíng)剝落主要(yào)是由于滾動接(jiē)觸表(biǎo)面下的非金屬(shǔ)夾雜物成為起(qǐ)源引起的剝落(luò),需要(yào)通過(guò)提高原材料純(chún)淨度(dù)來應(yīng)對(duì)。表面起(qǐ)源型剝落(luò)與滾(gǔn)動軸(zhóu)承(chéng)的使用(yòng)環境、潤滑狀态(tài),以及(jí)滾動(dòng)接觸(chù)滾動面(miàn)上表面狀态(tài)(表面粗糙(cāo)度及滾動面上(shàng)的傷痕)等直接(jiē)相關,其比(bǐ)内部(bù)起源型(xíng)剝落的壽命(mìng)短,軸(zhóu)承損壞的占比更大(dà)。表面(miàn)起源(yuán)型剝落的應對(duì)策略(luè),如對gcr15鋼球表面實施碳(tàn)氮共滲(shèn)處理,由于碳氮共滲(shèn)處理(lǐ)成(chéng)本(běn)偏高,更重(zhòng)要的(de)技術(shù)是(shì)運(yùn)用普(pǔ)通的(de)整體淬火(huǒ)提高鋼(gāng)球的表(biǎo)面硬度(dù),使(shǐ)壓(yā)痕(hén)難以(yǐ)形成,提高(gāo)存在(zài)異(yì)物(wù)環境下的(de)耐(nài)久性。
6)小結
鋼球仍需進(jìn)一步提升(shēng)質量(liàng)作為(wéi)首(shǒu)要(yào)目标(biāo),采用合(hé)理的材(cái)料純淨(jìng)度(dù)評價(jià)方法(fǎ),從坯料開(kāi)始徹底進行質(zhì)量管(guǎn)理(lǐ),同時,從(cóng)防止(zhǐ)不合格産(chǎn)品出(chū)廠而言,開(kāi)發更(gèng)高功能的(de)自動化外(wài)觀(guān)檢查儀是必(bì)不可少的。此(cǐ)外,為提(tí)高耐(nài)久性,在要求鋼(gāng)廠進一步(bù)提高材(cái)料純淨(jìng)度的(de)同時,開發(fā)适應于應(yīng)用場合的(de)鋼(gāng)球熱處(chù)理(lǐ)技術等,賦予(yǔ)傳統的gcr15鋼球(qiú)以各種附(fù)加(jiā)價值(zhí)。
近年來,随着對(duì)軸承應用需求(qiú)的越(yuè)來越(yuè)多樣(yàng)化,高速、高溫等(děng)應用條件下,用(yòng)陶瓷球(如si3n4球)替(tì)代鋼(gāng)球(qiú)的新材(cái)質球,目前(qián)産量(liàng)上升趨勢(shì)很快,應用(yòng)需求(qiú)旺盛(shèng),但待解決價格(gé)高這(zhè)一課題。
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