雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承溝道感應(yīng)淬火試驗(yàn)

沈偉毅，王明禮，楊德勝

(洛陽(yáng)LYC軸承有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039)

雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承承受軸向載荷和傾覆力矩的作用，實(shí)際使用過(guò)程中的失效形式主要表現(xiàn)為溝道疲勞剝落。因此，溝道的感應(yīng)淬火質(zhì)量對(duì)軸承的承載能力和使用壽命影響很大，分析表明：足夠的淬硬層深度是溝道不發(fā)生剝落的重要保證。為此，進(jìn)行了溝道的感應(yīng)淬火試驗(yàn)，以確定合理的工藝參數(shù)。

1 感應(yīng)淬火試驗(yàn)

1.1 設(shè)備

試驗(yàn)采用DGF-C-102-2型BPS-100 kW/2 500 Hz中頻感應(yīng)淬火機(jī)床。

1.2 試驗(yàn)樣圈及要求

試驗(yàn)樣圈采用9787/2135軸承內(nèi)圈，材料為42CrMo，經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理，車加工后示意圖如圖1所示。其淬火技術(shù)要求為溝道表面硬度55～60 HRC，淬硬層深度不小于4 mm。

圖1 樣圈示意圖

1.3 感應(yīng)器的設(shè)計(jì)

感應(yīng)器為仿形單溝感應(yīng)器，其示意圖如圖2所示。采用仿形單溝感應(yīng)器分別對(duì)2個(gè)溝道進(jìn)行感應(yīng)淬火，避免了用雙排球感應(yīng)器同時(shí)對(duì)2個(gè)溝道進(jìn)行感應(yīng)淬火時(shí)耦合間隙調(diào)整困難，造成2個(gè)溝道淬火溫度不一致，進(jìn)而導(dǎo)致其硬度和淬硬層深度不一致的問(wèn)題。另外此感應(yīng)器制作也相對(duì)簡(jiǎn)單。

圖2 仿形單溝感應(yīng)器示意圖

1.4 感應(yīng)淬火試驗(yàn)

先沿樣圈圓周做出分段標(biāo)志，然后分段進(jìn)行感應(yīng)淬火試驗(yàn)，各段的具體試驗(yàn)工藝參數(shù)見(jiàn)表1，最后檢查各段表面硬度和淬硬層深度。

表1 各段淬火試驗(yàn)工藝參數(shù)

試驗(yàn)中感應(yīng)器靜止不動(dòng)，樣圈旋轉(zhuǎn)。控制樣圈的轉(zhuǎn)速和加熱功率，調(diào)整感應(yīng)器的耦合間隙，使溝道的淬火溫度控制在880～920 ℃。采用仿形單溝感應(yīng)器對(duì)一個(gè)溝道進(jìn)行淬火時(shí)，需對(duì)另一溝道進(jìn)行冷卻保護(hù)。

2 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)后將樣圈按分段切樣，分別進(jìn)行檢查。結(jié)果如下：

(1)用著色滲透法檢查樣圈，無(wú)裂紋。

(2)用HRA-3型智能超聲波硬度計(jì)檢測(cè)表面硬度為58～61 HRC。

(3)用HRC-150型洛氏硬度計(jì)測(cè)量淬硬層深度，結(jié)果見(jiàn)表2。淬硬層輪廓如圖3～圖7所示。

表2 各段試樣淬硬層深度 mm

圖3 1#段試樣淬硬層輪廓

圖4 2#段試樣淬硬層輪廓

圖5 3#段試樣淬硬層輪廓

3 結(jié)果分析

由檢測(cè)結(jié)果可知， 1#，3#，4#和5#段淬硬層深度未達(dá)到技術(shù)要求(≥4.0 mm)，只有2#段的淬硬層深度大于4.0 mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

仿形單溝感應(yīng)器淬火試驗(yàn)采用的是樣圈表面邊加熱邊冷卻的淬火方法。同一個(gè)功率下，工件移動(dòng)速度快，工件表面加熱升溫快，通過(guò)熱傳導(dǎo)冷卻后淬硬層深度較淺(4#段)；工件移動(dòng)速度慢，工件加熱時(shí)間較長(zhǎng)，加熱較均勻，通過(guò)熱傳導(dǎo)冷卻后其淬硬層深度較深(2#段)。工件移動(dòng)速度相同時(shí)，功率低，工件表面接受的熱量少，冷卻后淬硬層深度淺(1#段)；功率高，工件表面接受的熱量多，冷卻后淬硬層深度深(2#段)。

4 結(jié)論

(1)工件移動(dòng)速度相同時(shí)，加熱功率低，淬硬層深度較淺，反之則較深。

(2)根據(jù)樣圈感應(yīng)加熱淬火試驗(yàn)結(jié)果，可確定雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承溝道淬火工藝參數(shù)為：工件移動(dòng)速度90 mm/min，加熱功率40 kW。但此工藝參數(shù)是否屬于最佳有待進(jìn)一步探討。