本發(fā)明涉及的是機(jī)械制造中鋼球加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高精度鋼球的加工方法。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)械制造業(yè)，特別是汽車、航空、原子能等工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)軸承性能的要求不斷提高。根據(jù)軸類零件的使用條件，要求零件表面應(yīng)具有高的耐磨性，而心部則應(yīng)表現(xiàn)出良好的強(qiáng)韌性，傳統(tǒng)的軸類零件成形工藝往往使二者不能兼顧，材料的潛力也得不到充分發(fā)揮。9Cr18不銹鋼是典型的高碳鉻型不銹軸承鋼，具有高硬高強(qiáng)耐腐蝕等諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于其碳鉻含量較高，常會(huì)有大塊共晶碳化物出現(xiàn)，組織均勻性差。
同時(shí)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)已經(jīng)廣泛用于減災(zāi)、救災(zāi)等各個(gè)領(lǐng)域。尤其是一些需要負(fù)擔(dān)一定載荷的中型及中型以上的無(wú)人機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)從結(jié)構(gòu)到動(dòng)力需求與大型發(fā)動(dòng)機(jī)完全相同。而無(wú)人機(jī)用的發(fā)動(dòng)機(jī)軸承作為其關(guān)鍵件之一，一直是制約無(wú)人機(jī)發(fā)展的重要瓶頸。研制開發(fā)其配套軸承是確保無(wú)人機(jī)成功研制的需要，是縮短現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)無(wú)人機(jī)同發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，無(wú)人機(jī)配套軸承的開發(fā)與研制，有助于今后不同型號(hào)、不同動(dòng)力需求的無(wú)人機(jī)配套軸承系列化和個(gè)性化的發(fā)展。另外，由于無(wú)人機(jī)軸承要求重量輕、承載能力大和高轉(zhuǎn)速，研制有一定的難度，并且因無(wú)人機(jī)屬于軍、民兩用的范疇，所以國(guó)外在無(wú)人機(jī)軸承技術(shù)方面始終進(jìn)行封鎖。通過(guò)無(wú)人機(jī)軸承的研究不僅滿足當(dāng)前無(wú)人機(jī)軸承的配套，同時(shí)在新材料的研制、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、加工工藝研究方面縮短了與國(guó)外的差距。無(wú)人機(jī)軸承的研制成功，不僅可以避免國(guó)外采購(gòu)渠道的制約，同時(shí)也可保障無(wú)人機(jī)裝備建設(shè)和發(fā)展。無(wú)人機(jī)軸承的研制成功，對(duì)我國(guó)無(wú)人機(jī)行業(yè)的發(fā)展及相關(guān)配套業(yè)起到積極的推進(jìn)作用，對(duì)于保證國(guó)防安全意義重大，社會(huì)效益巨大。因此，研制開發(fā)其配套軸承是研制開發(fā)無(wú)人機(jī)的可靠保證。
采用常規(guī)工藝加工出的產(chǎn)品外觀形狀和尺寸公差都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，且效率低，由于重復(fù)定位，形位公差也滿足不了產(chǎn)品需要。如果用現(xiàn)在的數(shù)控技術(shù)可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但是用數(shù)控加工中心加工這樣小的零件，浪費(fèi)工時(shí)。浪費(fèi)資源，重要的是效率低，得不償失，無(wú)法批量加工。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種高精度鋼球的加工方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種高精度鋼球的加工方法，所述加工方法包括以下步驟：冷鐓壓成型→退火→光球→一次軟磨→一次熱酸洗外觀→二次軟磨→一次熱處理→硬磨→二次冷酸洗外觀→去腐蝕層→一次穩(wěn)定→強(qiáng)化處理→初研→二次穩(wěn)定→精研→外觀選別→超精研→二次熱處理→油洗→檢測(cè)；具體加工方法包括以下內(nèi)容：
(1)將鋼棒線材在將鋼棒線材在1350～1380℃加熱1～2小時(shí)，加熱后快速風(fēng)冷后的鋼棒線材以≥0.5℃/s的冷速風(fēng)冷至890～910℃并采用自動(dòng)校直，校直后的鋼棒線材與冷鐓軋機(jī)對(duì)接，鋼棒線材在冷鐓軋機(jī)中經(jīng)剪切、沖壓軋成軋制小段,進(jìn)行一次軟磨和熱酸洗后，再進(jìn)行二次軟磨成光球結(jié)構(gòu)形狀；
(2)將經(jīng)過(guò)二次軟磨后的光球在淬火爐中進(jìn)行一次熱處理，淬火溫度為1030～1060℃并保溫70～80分鐘，再冷卻至860～880℃并保溫90～100分鐘后出爐空冷，光球進(jìn)行一次回火后將其冷卻至常溫，再放入溫度為零下45～零下40℃的冷處理設(shè)備中冷卻150～180分鐘進(jìn)行冷處理，冷處理后的光球再進(jìn)行二次回火，二次回火的溫度為470～490℃，保溫100～120分鐘后出爐空冷至常溫，然后進(jìn)行硬磨和二次冷酸洗后去除腐蝕層，最后進(jìn)行一次穩(wěn)定；
(3)將經(jīng)過(guò)一次穩(wěn)定后進(jìn)行強(qiáng)化處理，采用LZJ09—型鋼球強(qiáng)化機(jī)進(jìn)行強(qiáng)化處理，滾桶轉(zhuǎn)速為2～15r/min，裝球量為200～300kg，強(qiáng)化時(shí)間為5～7小時(shí)，強(qiáng)化后的硬度不超過(guò)HRC60，批球間硬度差和單球硬度散差均不超過(guò)1HRC；經(jīng)強(qiáng)化處理放入球磨機(jī)中并加入研磨液進(jìn)行初研，研磨時(shí)間為2～3小時(shí)；然后進(jìn)行二次穩(wěn)定和精研，精研在高密度研磨機(jī)中研磨8～10小時(shí)；最后進(jìn)行挑揀及外觀選別后進(jìn)行超精研，超精研在超高密度研磨機(jī)中研磨12～15小時(shí)，超精研要求球直徑變動(dòng)量小于0.25μm，批直徑變動(dòng)量小于0.5μm；
(4)將經(jīng)過(guò)超精研鋼球進(jìn)行二次熱處理，采用無(wú)氧淬火爐870～890℃進(jìn)行加熱3～5小時(shí)，并用氮?dú)獗Ｗo(hù)氣體保溫1.5～2小時(shí)，然后經(jīng)無(wú)氧淬火爐溫度為80～85℃進(jìn)行低溫快速淬火1～1.5小時(shí)，再經(jīng)240～260℃的中低溫回火2～3小時(shí)；
(5)將經(jīng)過(guò)二次熱處理后進(jìn)行油洗，經(jīng)煤油清洗后，并篩選成份；
(6)將經(jīng)過(guò)油洗后的鋼球經(jīng)高性能的視覺傳感器，用外接觸式光學(xué)方法來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品的缺陷，并自動(dòng)分離合格品和不合格品，再用紅外線光感檢測(cè)儀進(jìn)行表面質(zhì)量及幾何精度的檢測(cè)。
進(jìn)一步地，所述高精度鋼球的加工方法，其中所述鋼球的強(qiáng)化處理，采用LZJ09—型鋼球強(qiáng)化機(jī)進(jìn)行強(qiáng)化處理，對(duì)于鋼球直徑小于12mm的鋼球，采用滾桶轉(zhuǎn)速為2～8r/min，裝球量為200～250kg，強(qiáng)化時(shí)間為5～6小時(shí)；對(duì)于鋼球直徑大于12mm而小于30mm的鋼球，采用滾桶轉(zhuǎn)速為9～15r/min，裝球量為250～300kg，強(qiáng)化時(shí)間為6～7小時(shí)。
進(jìn)一步地，所述高精度鋼球的加工方法，其中所述鋼球經(jīng)檢測(cè)后其標(biāo)準(zhǔn)為G5級(jí)精度的產(chǎn)品。
采用本發(fā)明所述的一種高精度鋼球的加工方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：加工過(guò)程中整個(gè)淬火、熱處理時(shí)間縮短50%以上，熱處理效率大大提高，所加工的鋼球具有與現(xiàn)有的淬火、熱處理時(shí)間長(zhǎng)的鋼球相比的球化率、硬度和強(qiáng)度性能都有顯著提高，增加其使用壽命，滿足了滾動(dòng)體行業(yè)對(duì)鋼球的較高的質(zhì)量要求。同時(shí)該方法既降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人工投入和生產(chǎn)成本，又確保了產(chǎn)品的質(zhì)量，增加了產(chǎn)品的附加值。
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1：
一種高精度鋼球的加工方法，對(duì)于鋼球直徑小于12mm，其標(biāo)準(zhǔn)為G5級(jí)精度的鋼球，所述加工方法包括以下步驟：冷鐓壓成型→退火→光球→一次軟磨→一次熱酸洗外觀→二次軟磨→一次熱處理→硬磨→二次冷酸洗外觀→去腐蝕層→一次穩(wěn)定→強(qiáng)化處理→初研→二次穩(wěn)定→精研→外觀選別→超精研→二次熱處理→油洗→檢測(cè)；具體加工方法包括以下內(nèi)容：
(1)將鋼棒線材在將鋼棒線材在1350～1370℃加熱1～2小時(shí)，加熱后快速風(fēng)冷后的鋼棒線材以≥0.5℃/s的冷速風(fēng)冷至890～900℃ 并采用自動(dòng)校直，校直后的鋼棒線材與冷鐓軋機(jī)對(duì)接，鋼棒線材在冷鐓軋機(jī)中經(jīng)剪切、沖壓軋成軋制小段,進(jìn)行一次軟磨和熱酸洗后，再進(jìn)行二次軟磨成光球結(jié)構(gòu)形狀；
(2)將經(jīng)過(guò)二次軟磨后的光球在淬火爐中進(jìn)行一次熱處理，淬火溫度為1030～1050℃并保溫70～80分鐘，再冷卻至860～870℃并保溫90～100分鐘后出爐空冷，光球進(jìn)行一次回火后將其冷卻至常溫，再放入溫度為零下45～零下40℃的冷處理設(shè)備中冷卻150～180分鐘進(jìn)行冷處理，冷處理后的光球再進(jìn)行二次回火，二次回火的溫度為470～480℃，保溫100～120分鐘后出爐空冷至常溫，然后進(jìn)行硬磨和二次冷酸洗后去除腐蝕層，最后進(jìn)行一次穩(wěn)定；
(3)將經(jīng)過(guò)一次穩(wěn)定后進(jìn)行強(qiáng)化處理，采用LZJ09—型鋼球強(qiáng)化機(jī)進(jìn)行強(qiáng)化處理，滾桶轉(zhuǎn)速為2～8r/min，裝球量為200～250kg，強(qiáng)化時(shí)間為5～6小時(shí)，強(qiáng)化后的硬度不超過(guò)HRC60，批球間硬度差和單球硬度散差均不超過(guò)1HRC；經(jīng)強(qiáng)化處理放入球磨機(jī)中并加入研磨液進(jìn)行初研，研磨時(shí)間為2～3小時(shí)；然后進(jìn)行二次穩(wěn)定和精研，精研在高密度研磨機(jī)中研磨8～10小時(shí)；最后進(jìn)行挑揀及外觀選別后進(jìn)行超精研，超精研在超高密度研磨機(jī)中研磨12～15h，超精研要求球直徑變動(dòng)量小于0.25μm，批直徑變動(dòng)量小于0.5μm；
(4)將經(jīng)過(guò)超精研鋼球進(jìn)行二次熱處理，采用無(wú)氧淬火爐870～880℃進(jìn)行加熱3～5小時(shí)，并用氮?dú)獗Ｗo(hù)氣體保溫1.5～2小時(shí)，然后經(jīng)無(wú)氧淬火爐溫度為80～85℃進(jìn)行低溫快速淬火1～1.5小時(shí)，再經(jīng)240～250℃的中低溫回火2～3小時(shí)；
(5)將經(jīng)過(guò)二次熱處理后進(jìn)行油洗，經(jīng)煤油清洗后，并篩選成份；
(6)將經(jīng)過(guò)油洗后的鋼球經(jīng)高性能的視覺傳感器，用外接觸式光學(xué)方法來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品的缺陷，并自動(dòng)分離合格品和不合格品，再用紅外線光感檢測(cè)儀進(jìn)行表面質(zhì)量及幾何精度的檢測(cè)。
實(shí)施例2：
一種高精度鋼球的加工方法，對(duì)于鋼球直徑大于12mm而小于30mm的鋼球，其標(biāo)準(zhǔn)為G5級(jí)精度的鋼球，所述加工方法包括以下步驟：冷鐓壓成型→退火→光球→一次軟磨→一次熱酸洗外觀→二次軟磨→一次熱處理→硬磨→二次冷酸洗外觀→去腐蝕層→一次穩(wěn)定→強(qiáng)化處理→初研→二次穩(wěn)定→精研→外觀選別→超精研→二次熱處理→油洗→檢測(cè)；具體加工方法包括以下內(nèi)容：
(1)將鋼棒線材在將鋼棒線材在1360～1380℃加熱1～2小時(shí)，加熱后快速風(fēng)冷后的鋼棒線材以≥0.5℃/s的冷速風(fēng)冷至900～910℃并采用自動(dòng)校直，校直后的鋼棒線材與冷鐓軋機(jī)對(duì)接，鋼棒線材在冷鐓軋機(jī)中經(jīng)剪切、沖壓軋成軋制小段,進(jìn)行一次軟磨和熱酸洗后，再進(jìn)行二次軟磨成光球結(jié)構(gòu)形狀；
(2)將經(jīng)過(guò)二次軟磨后的光球在淬火爐中進(jìn)行一次熱處理，淬火溫度為1040～1060℃并保溫70～80分鐘，再冷卻至870～880℃并保溫90～100分鐘后出爐空冷，光球進(jìn)行一次回火后將其冷卻至常溫，再放入溫度為零下45～零下40℃的冷處理設(shè)備中冷卻150～180分鐘進(jìn)行冷處理，冷處理后的光球再進(jìn)行二次回火，二次回火的溫度為480～490℃，保溫100～120分鐘后出爐空冷至常溫，然后進(jìn)行硬磨和二次冷酸洗后去除腐蝕層，最后進(jìn)行一次穩(wěn)定；
(3)將經(jīng)過(guò)一次穩(wěn)定后進(jìn)行強(qiáng)化處理，采用LZJ09—型鋼球強(qiáng)化機(jī)進(jìn)行強(qiáng)化處理，滾桶轉(zhuǎn)速為9～15r/min，裝球量為250～300kg，強(qiáng)化時(shí)間為6～7小時(shí)，強(qiáng)化后的硬度不超過(guò)HRC60，批球間硬度差和單球硬度散差均不超過(guò)1HRC；經(jīng)強(qiáng)化處理放入球磨機(jī)中并加入研磨液進(jìn)行初研，研磨時(shí)間為2～3小時(shí)；然后進(jìn)行二次穩(wěn)定和精研，精研在高密度研磨機(jī)中研磨8～10小時(shí)；最后進(jìn)行挑揀及外觀選別后進(jìn)行超精研，超精研在超高密度研磨機(jī)中研磨12～15小時(shí)，超精研要求球直徑變動(dòng)量小于0.25μm，批直徑變動(dòng)量小于0.5μm；
(4)將經(jīng)過(guò)超精研鋼球進(jìn)行二次熱處理，采用無(wú)氧淬火爐880～890℃進(jìn)行加熱3～5小時(shí)，并用氮?dú)獗Ｗo(hù)氣體保溫1.5～2小時(shí)，然后經(jīng)無(wú)氧淬火爐溫度為80～85℃進(jìn)行低溫快速淬火1～1.5小時(shí)，再經(jīng)250～260℃的中低溫回火2～3小時(shí)；
(5)將經(jīng)過(guò)二次熱處理后進(jìn)行油洗，經(jīng)煤油清洗后，并篩選成份；
(6)將經(jīng)過(guò)油洗后的鋼球經(jīng)高性能的視覺傳感器，用外接觸式光學(xué)方法來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品的缺陷，并自動(dòng)分離合格品和不合格品，再用紅外線光感檢測(cè)儀進(jìn)行表面質(zhì)量及幾何精度的檢測(cè)。
采用本發(fā)明所述的一種高精度鋼球的加工方法，加工過(guò)程中整個(gè)淬火、熱處理時(shí)間縮短50%以上，熱處理效率大大提高，所加工的鋼球具有與現(xiàn)有的淬火、熱處理時(shí)間長(zhǎng)的鋼球相比的球化率、硬度和強(qiáng)度性能都有顯著提高，增加其使用壽命，滿足了滾動(dòng)體行業(yè)對(duì)鋼球的較高的質(zhì)量要求。同時(shí)該方法既降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人工投入和生產(chǎn)成本，又確保了產(chǎn)品的質(zhì)量，增加了產(chǎn)品的附加值。
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍之內(nèi)。