消除铝青铜保持架加工硬化技术研究.pdf

第36卷第4期
哈尔滨轴承
Vol 36 No 4
2015年12月
JOURNAL OF HARBIN BEARING
Dec.2015
消除铝青铜保持架加工硬化技术研究
葛泉江,刘明2,安敏
(1.中国人民解放军驻哈尔滨轴承集闭公司军事代表室,黑龙江哈尔滨150025;2.中航工业哈尔滨轴承有限公司研发中
心,黑龙江哈尔滨150025;3.中航工业哈尔滨轴承有限公司工程技术部,黑龙江哈尔滨150025)
摘要:分析了某型号轴承铝青铜保持架兜孔加工裂纹的产生原因,从消除材料加工硬化、表面残余应力着手,
对保持架的材料、成分、相变曲线进行分析,并以保持架加工工艺为基础,通过滚ロ工序前的退火处理,有
效消除了该保持架兜孔加工裂纹。
关键词:保持架;铝青铜;加工硬化;退火
中图分类号:TH133.332
文献标识码:B
文章编号:1672-4852(2015)04-0007-05
echnology research on eliminating processing hardening
of aluminum bronze cage
Ge Quanjiang, Liu Ming, An Min
(1. Military Delegrate Office of PLA Residing Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150025, China: 2. Bearing R&D
Center, AVIC Harbin Bearing Co, Ltd, Harbin 150025, China: 3. Engineering Technology Department, AVIC Harbin Bearing
Co, Ltd, Harbin 150025, China)
Abstract: After cause of work crack on pockets of a certain type bearing aluminum bronze cage was analyzed, starting from the
elimination of material work hardening and surface residual stress, the material, composition and phase change curve of the cage
were analyzed, and based on the processing technology of cage, the work cracks of the cage pocket were eliminated effectively
by the annealing treatment before the rolling pockets process
Key words: cage; aluminum bronze; processing hardening; annealing
1前言
保持架兜孔加工工序前经过太多的切削工
序,切削量超过坯料的75%以上,机械加工时,
轴承保持架的加工需要多道切削工序连续作工件表面层金属受到切削力的作用产生强烈的塑
业,以某型号轴承铝青铜保持架为例,采用60性变形,使晶格扭曲,晶粒间产生剪切滑移,晶
棒料投料,经“细车内圆及第一平面、倒角→细粒被拉长、纤维化甚至碎化,从而使表面层的强
车外圆及第二平面、倒角→钻铰孔→拉方孔→终
磨外圆→终车内圆倒角→车内台阶→均车两平
面、倒角→去毛刺→光饰一滚口→荧光渗透一修
外观→酸洗→终检”多道工序制成。该保持架兜
孔加工经常出现裂纹缺陷,裂纹形貌如图1所示
下文对铝青铜保持架兜孔加工裂纹的原因进行分
析,通过退火试验给出了消除加工硬化的退火工
艺
2保持架兜孔裂纹产生的原因
收稿日期:2015-10-07
作者简介:葛泉江(1967-),男,高级工程师
图1铝青铜保持架裂纹缺陷
哈尔滨轴承
第36卷
度和硬度增加,即产生了加工硬化。
表2不同状态下保持架硬度值
材料表面产生加工硬化,表面硬度升高,且
硬度(HBW)
存在残余应力,此外,零件的表面硬化增加了材
试样編号
冷加工
退火
料表面的脆性,使抗冲击性能下降。因此,加工
158
硬化的存在使保持架兜孔在加工过程中极易出现
1-1#
252
238
裂纹缺陷。
257
223
2-1
3消除材料加工硬化、残余应力的
2-2#
219
199
方法
3-1#
219
材料经过连续机械加工,发生加工硬化,产
209
183
生残余应力,材料性能发生变化,严重影响后续
4-2
214
机械加工质量。为避免材料机械加工性能改变而
5-1#
211
177
影响加工质量稳定性,一般采用去应力退火、再
5-2
206
166
结晶退火等方法。
去应力退火,是将工件加热到Ae1以下某
注:0#试样为未经冷加工的原材料状态,原材料按
温度,保温一段时间,然后冷却,从而消除工件
国家标准要求硬度为130~190HBW
内部残余内应力,提高产品的尺寸稳定性,防止范围:520℃时,硬度最低,略高于原材料硬度。
变形和开裂。
退火温度与材料硬度分布曲线见图2。
再结晶退火,是将冷变形后的金属加热到再
热处理工艺:退火温度分别为
结晶温度以上,保温适当时间后,使变形晶粒重
350°C、420°C、450°C、480°C、
新转变为新的等轴晶粒,同时消除加工硬化和残
520°C,保温时间均为4.min
余内应力的工艺。
210
YSI649-2007
要求硬度上限
4消除铝青铜保持架加工硬化、残
180
余应力工艺试验
原材料硬度线
4.1试验方案
300325350375400425450475500525550
对保持架在“光饰”后,“滚口”前进行
退火温度/°C
退火处理,设定不同的保温温度、保温时间进行
图2退火温度与材料硬度分布曲线
退火,具体工艺方案见表1。
4.2.2材料组织分析
表1铝青铜保持架退火试验方案
对硬度结果较为适宜的方案Ⅱ、Ⅲ、N、V
样件进行组织分析,详见图3。从图中可以看出,
方案试件编号加热温度保温时间试验设备
铝青铜保持架原材料晶粒最为细小、均匀。经过
1-1、1-2350±10℃40±5min气氛炉
420℃、450℃退火的试样晶粒大小变化不大,而
I2-1、2-2420士10℃40±5min硝盐淬火炉
经过480℃、520℃退火的试样可以看出晶粒趋于
I3-1、3-2450±10℃40±5min硝盐淬火
等轴化。
M4-1、4-2480±10℃40±5mim硝盐淬火炉
5-1、5-2520土10℃40±5min硝盐滓火炉
4.2试验结果分析
4.2.1硬度对比分析
对不同处理条件下的铝青铜保持架进行硬