對(duì)32426QT軸承套圈等溫淬火整形工藝優(yōu)化和改進(jìn)

瓦房店軸承有限責(zé)任公司（遼寧 116300）白公民

32426QT軸承套圈在貝氏體等溫淬火過(guò)程中出現(xiàn)變形是不可避免的，傳統(tǒng)的辦法是對(duì)其進(jìn)行整形處理。對(duì)于直徑變動(dòng)量超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的套圈往往采用內(nèi)撐整形方法和熱整形方法，而對(duì)平面度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的套圈要采用壓平面處理。因貝氏體等溫4h后工件組織基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)，采用熱整形法作進(jìn)一步的試驗(yàn)和研究。實(shí)踐證明，即使是采用現(xiàn)有的32426QT軸承套圈內(nèi)撐整形方法進(jìn)行整形，其效果也很不理想。

本文根據(jù)貝氏體等溫淬火后軸承套圈組織狀態(tài)及對(duì)整形效果的影響，在原有整形工藝的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)法選擇出合理的貝氏體等溫淬火軸承套圈整形工藝參數(shù)，確保整形套圈在各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上整形效果明顯。

1.試驗(yàn)方法

32426QT是我公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，其外圈外徑340mm，有效厚度26mm，單重16.3kg，貝氏體淬火后整形難度大，因此，我們選擇了32426QT作為試驗(yàn)對(duì)象，將直徑變動(dòng)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的45件外圈分成了9組，每組5件，按正交試驗(yàn)方法進(jìn)行9次試驗(yàn)。

試驗(yàn)工具及設(shè)備為D915、百分表、頂子、扳子、鹽浴槽。32426QT外圈的基本參數(shù)及直徑變動(dòng)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

2.試驗(yàn)過(guò)程

（1）明確目標(biāo)，確定考核指標(biāo) 目的是選擇出貝氏體等溫淬火后直徑變動(dòng)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的軸承套圈整形處理的最佳整形工藝?？己隧?xiàng)目有：整形效果、硬度、開(kāi)裂情況，同時(shí)確定考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

整形效果滿分為5分，即直徑變動(dòng)量比整形前降低60%以上。每減少10%減1分，降低5%以下為0分。

硬度滿分為5分，即硬度值為58HRC以上。當(dāng)測(cè)量5件15點(diǎn)中有一點(diǎn)為57.75HRC時(shí)為4分，兩點(diǎn)為3分，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有1件2點(diǎn)低于57.5HRC時(shí)為0分。

開(kāi)裂情況滿分為5分，即無(wú)任何開(kāi)裂為5分，有開(kāi)裂工件為0分。

（2）挑選因素，選位級(jí)制定因素位級(jí)表 挑選因素，選位級(jí)是貝氏體等溫淬火軸承套圈整形的關(guān)鍵一步，選好了可以加快試驗(yàn)進(jìn)度。內(nèi)撐整形法涉及到的工藝參數(shù)即因素主要有：第一因素，增加反變形量；第二因素，整形回火溫度；第三因素，整形后回火時(shí)間；第四因素，整形工件上頂后與回火間隔時(shí)間；由于GCr15鋼經(jīng)過(guò)貝氏體等溫淬火后其沖擊韌度、斷裂韌度、抗彎強(qiáng)度均比馬氏體淬火有較大幅度的提高，因而整形難度相對(duì)提高，這樣就需針對(duì)如下幾個(gè)方面進(jìn)行不同于馬氏體整形的試驗(yàn)研究：采用大于普通整形的反變形量；為消除增加反變形量所產(chǎn)生的較大的應(yīng)力，必須提高回火溫度及時(shí)間；為防止增加反變形量時(shí)應(yīng)力過(guò)大引起工件回火產(chǎn)生裂紋，整形上頂后應(yīng)盡快回火。

表1 基本工藝參數(shù)及直徑變動(dòng)量標(biāo)準(zhǔn)

基于上述幾個(gè)方面，在馬氏體整形工藝的基礎(chǔ)上，我們可以確定出貝氏體整形的各因素位級(jí)。

第一因素：增加反變形量，記作A0個(gè)位級(jí)（A1=250%，A2=150%，A3=70%）；第二因素：整形回火溫度，記作B0三個(gè)位級(jí)（B1=200℃，B2=235℃，B3=245℃）；第三因素：回火時(shí)間，記作C0三個(gè)位級(jí)（C1=120min，C2=180min，C3=240min）；第四因素：整形上頂后與回火間隔時(shí)間，記作D0三個(gè)位級(jí)（D1=5min，D2=30min，D3=120min）。對(duì)上述因素和位級(jí)列成因素位級(jí)（水平）表2。

利用正交試驗(yàn)法制定貝氏體整形工藝，試驗(yàn)方法見(jiàn)表3。

按此試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

本整形工藝試驗(yàn)的考核指標(biāo)為整形后的效果、工件本身硬度、工件開(kāi)裂情況，其結(jié)果到表4中。上半部分為試驗(yàn)號(hào)（1～9）結(jié)果得分，下半部分為試驗(yàn)結(jié)果，同一位級(jí)的整形效果、硬度、開(kāi)裂情況均以三次之和考核。

表4中的K1、K2、K3是根據(jù)試驗(yàn)指標(biāo)分別計(jì)算它的對(duì)應(yīng)因素，是三個(gè)相同水平指標(biāo)之和。如硬度指標(biāo)內(nèi)K1為三個(gè)相同一水平數(shù)據(jù)之和，K2是三個(gè)相同二水平之和，K3是三個(gè)相同三水平之和。R是極值，它等于相應(yīng)的K1、K2、K3最大值減去最小值。R值大表明該因素是影響考核指標(biāo)的主要因素。從表4中可見(jiàn)，影響整形效果的主要因素是增加反變形量，影響工件硬度的主要因素是回火溫度；影響工件開(kāi)裂的主要因素是增加反變形。

由此可見(jiàn)，整形工藝參數(shù)中增加反變形量是個(gè)關(guān)鍵工藝參數(shù)，關(guān)系到整形效果和工件開(kāi)裂情況。這是因?yàn)?，?nèi)撐整形法是測(cè)量出套圈直徑最小處，用螺釘頂內(nèi)撐并使短軸反變?yōu)殚L(zhǎng)軸。增加反變形量小，頂形效果不明顯；增加反變形量大，所產(chǎn)生的機(jī)械外應(yīng)力也大。這種整形應(yīng)力如不能完全消除，卸頂后套圈則可能仍然恢復(fù)到頂形前狀態(tài)，整形無(wú)效果。而且，如不及時(shí)回火或回火溫度低、回火時(shí)間短而達(dá)到消除這種應(yīng)力效果，則極易產(chǎn)生開(kāi)裂。同時(shí)這幾個(gè)工藝參數(shù)又是相互依賴、相輔相成、缺一不可的，要保證產(chǎn)品整形后的效果和各項(xiàng)質(zhì)量均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，就必須找出最佳組合的工藝參數(shù)。

表2 貝氏體套圈整形工藝因素位級(jí)

表3 試驗(yàn)方案

表4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

表4的綜合得分是同一試驗(yàn)號(hào)各項(xiàng)指標(biāo)得分之和，用來(lái)比較不同試驗(yàn)號(hào)之間的優(yōu)劣。如4號(hào)得14分是高分組，是我們要選擇的水平組，確定為貝氏體等溫淬火軸承套圈整形工藝（簡(jiǎn)稱貝氏體軸承套圈整形工藝，見(jiàn)表5），并運(yùn)用到整形生產(chǎn)中。

3.整形效果及驗(yàn)證

測(cè)量32126QT外套，選直徑變動(dòng)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的20件，并按表5中貝氏體軸承整形工藝進(jìn)行整形。具體整形工藝過(guò)程如下：

用立式表臺(tái)D915測(cè)出每個(gè)工件高點(diǎn)、低點(diǎn)。在低點(diǎn)處標(biāo)出高點(diǎn)與低點(diǎn)之差，即直徑變動(dòng)量。在低點(diǎn)處加頂子并使其變?yōu)楦唿c(diǎn)。這時(shí)高點(diǎn)與低點(diǎn)之差為原變形量的250%（即反變形量）；加頂后在5min內(nèi)放進(jìn)235℃鹽槽中進(jìn)行回火?；鼗饡r(shí)間為180min；回火后立即放入清洗機(jī)中進(jìn)行清洗。清洗液溫度不低于60℃。清洗至工件表面無(wú)任何鹽跡，時(shí)間大約20min；在立式表臺(tái)上測(cè)量整形效果。對(duì)直徑變動(dòng)量在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)軸承套圈進(jìn)行回火?；鼗饻囟葹?00℃，時(shí)間240min。對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的軸承套圈重新進(jìn)行整形處理。效果檢驗(yàn)如表6。從表6中可看出，按此貝氏體軸承套圈整形工藝對(duì)32426QT外套進(jìn)行整形的效果非常明顯。整形后，套圈的直徑變動(dòng)量均在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，硬度要求除有一點(diǎn)為57.75HRC外，其他59點(diǎn)全在58HRC以上。百分之百浸油噴砂處理，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋。32426QT外圈試驗(yàn)之后，我們又把確定的整形工藝應(yīng)用到其他產(chǎn)品中，如552732QT外套、652732QT外套、752732QT外套、3626QT外套、77752G外套等，都取得了良好的整形效果。通過(guò)這種方法整形的套圈，不僅變形百分之百達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，而且其他各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)也達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

表5 貝氏體軸承套圈整形工藝

表6 32426QT外圈貝氏體整形情況

4.結(jié)語(yǔ)

（1）對(duì)貝氏體等溫淬火后直徑變動(dòng)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的軸承套圈，可采用內(nèi)撐整形法進(jìn)行整形。

（2）貝氏體等溫淬火軸承套圈整形工藝和常規(guī)馬氏體淬火軸承套圈整形工藝的主要區(qū)別體現(xiàn)在增加反變形量和回火溫度的不同。

（3）貝氏體等溫淬火軸承套圈整形最佳工藝參數(shù)為：增加反變形量250%；在鹽槽中回火溫度235℃；回火時(shí)間180min；整形上頂后應(yīng)在5min左右進(jìn)入回火狀態(tài)。