專利名稱：汽車cvj用高壽命軸承鋼球的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋼球生產(chǎn)制造技術領域，尤其涉及一種汽車CVJ用高壽命軸承鋼球的
生產(chǎn)工藝。
背景技術：
目前，軸承鋼球的生產(chǎn)行業(yè)普遍采用軸承鋼球(GCrl5)的高碳鉻軸承鋼球來生產(chǎn)，也有部分采用進口材料(日本SUJ2;韓國SUJ2Z)來替代中國材料。高壽命鋼球是TSUBAKI group應國際知名汽車生產(chǎn)廠家要求合作開發(fā)的一種專 門用于汽車等速萬向節(jié)(CVJ)部件上使用的鋼球。CVJ部件內(nèi)的鋼球由于本身在汽車運轉中的特性，對于壽命要求特別嚴格。CVJ部件內(nèi)的鋼球生產(chǎn)工藝也是行業(yè)的普遍通用方法，大致的工藝如下冷鐓一粗磨一熱處理一冷凍處理一強化處理一精加工一外觀選別，其中，主要影響壽命的關鍵工序點在材料、熱處理以及表面強化工藝的實施，國內(nèi)企業(yè)雖然已通過原材料的替代，不過他們把更多的研究和技術力量都集中在鋼球的精度、表面粗糙度等方面，真正針對材料本身的機械性能而做出的適合的熱處理工藝研究以及后續(xù)的應力調(diào)整工藝方面沒有更多的控制方法及結果。在生產(chǎn)高壽命鋼球的熱處理工藝中有一個特點，控制殘留奧氏體的含量，人們一般是采用控制油溫溫度來控制鋼球淬火冷卻速度，再加上對鋼球進行必要的冷凍處理，從而達到將鋼球的殘留奧氏體的數(shù)值下降的目的，而且越低越好，其主要目的是為了提高鋼球的尺寸穩(wěn)定性，保持鋼球的精度穩(wěn)定，因為，眾所周知，殘留奧氏體本身不是穩(wěn)定的組織，會隨著時間的變化轉變成馬氏體，從而造成鋼球尺寸、精度的微量變形，如專利公開號為CN101049665A的發(fā)明專利公開了一種精密鋼球的生產(chǎn)方法，該方法在成型處理時即要進行冷處理[見說明書實施例I的步驟(6)]，目的是為了減少組織中的殘余奧氏體。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種汽車CVJ用高壽命軸承鋼球的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝效率高，節(jié)省了生產(chǎn)成本，生產(chǎn)的軸承鋼球壓碎載荷值高，使用壽命長。技術方案為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的一種汽車CVJ用高壽命軸承鋼球的生產(chǎn)工藝，它包括如下步驟
1、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球；
2、熱處理將毛坯球投入到網(wǎng)帶式連續(xù)爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間60-80分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-100°C ;然后進行回火熱處理，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間160-180°C ；
3、表面強化處理采用表面強化機對經(jīng)過熱處理后的鋼球進行表面強化處理，處理參數(shù)為轉速20-30rpm/min，處理時間60-150分鐘，硬度值65_69HRC ；4、研削將經(jīng)過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪150-200目，加工速度50-100rpm，壓力l_5Mpa，研削介質柴油；
5、精研將經(jīng)過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000目，加工速度20-50rpm，壓力2_4Mpa，研削介質柴油；
6、外觀自動選別經(jīng)過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另IJ，選別時光源探頭發(fā)出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內(nèi)時，鋼球被判定為合格品；
7、將選別出的合格品進行包裝。
為了縮減工藝流程，步驟I中冷鐓毛坯球的沖壓量為0. 15-0. 20mm。有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點
(1)不需作降低殘留奧氏體量處理，省去了冷凍處理等處理步驟，從而提高了殘留奧氏體量，可將其控制在20%-25%之間；另外，在表面強化機中通過鋼球自身的相互撞擊來達到硬度值的提高，同時通過鋼球的自身沖擊力量來取得在鋼球內(nèi)部特定的深度分布適當?shù)膽μ荻?，通過外界的應力追加和軸承鋼本身通過熱處理后的應力達到平衡點，應力值控制在鋼球表面0. 1-0. 25_深度處，通過殘留奧氏體量的提高及應力值的控制從而達到提高使用壽命的目的，鋼球疲勞壽命經(jīng)過客戶技術中心對本發(fā)明制作的鋼球合套后的軸承進行測試，基本額定壽命的試驗值Lltlt大于4010小時，可靠度達到100%，鋼球壽命試驗值較普通鋼球高出4倍以上；
(2)省去了光磨及冷處理等工藝步驟，縮減了普通工藝的復雜加工流程，加快了產(chǎn)品生產(chǎn)流程的運轉時間，縮短產(chǎn)品加工周期，提高了生產(chǎn)效率，降低了鋼球的生產(chǎn)成本；
(3)提高了鋼球的壓碎負荷值，相比國家標準高出2-3倍。
具體實施例方式 下面結合附圖
和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等同變換或修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。實施例I
一種汽車CVJ用高壽命軸承鋼球的生產(chǎn)工藝，它包括如下步驟
1、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球，其沖壓量為0.15-0. 20mm,
通過設計機床模具，以及鋼絲原材料的料段長度的計算，使沖壓后的冷鐓毛坯球飛邊很小或基本沒有；
2、熱處理將毛坯球投入到網(wǎng)帶式連續(xù)爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間70分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-1000C ;然后進行回火熱處理，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間170分鐘；
3、表面強化處理采用表面強化機對經(jīng)過熱處理后的鋼球進行表面強化處理，處理參數(shù)為轉速25rpm/min，處理時間105分鐘，硬度值68HRC ；
4、研削將經(jīng)過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪500-1500目，加工速度80rpm，壓力l_5Mpa，研削介質柴油；
5、精研將經(jīng)過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000目，加工速度35rpm，壓力2_4Mpa，研削介質柴油；
6、外觀自動選別經(jīng)過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另IJ，選別時光源探頭發(fā)出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內(nèi)時，鋼 球被判定為合格品；
7、將選別出的合格品進行包裝。經(jīng)上述工藝加工的鋼球球批直徑變動量為0. 2um，球直徑變動量為0. lum，球形誤差為0. Ium，表面粗糙度為0. 0018um，圓度為0. IOum。鋼球疲勞壽命經(jīng)客戶技術中心對鋼球合套后的軸承樣品檢測，基本額定壽命的試驗值Lltlt= 4168，可靠度達到100%，遠遠超過《滾動軸承精品鋼球技術條件》要求；鋼球的壓碎負荷為212KN (以1/2”為例，國家標準為83KN)，相比國家標準高出2. 55倍(同規(guī)格鋼球相比)。實施例2
一種汽車CVJ用高壽命軸承鋼球的生產(chǎn)工藝，它包括如下步驟
1、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球，其沖壓量為0.15-0. 20mm,
通過設計機床模具，以及鋼絲原材料的料段長度的計算，使沖壓后的冷鐓毛坯球飛邊很小或基本沒有；
2、熱處理將毛坯球投入到網(wǎng)帶式連續(xù)爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間60分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-1000C ;然后進行回火熱處理，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間180分鐘；
3、表面強化處理采用表面強化機對經(jīng)過熱處理后的鋼球進行表面強化處理，處理參數(shù)為轉速20rpm/min，處理時間60分鐘，硬度值65HRC ；
4、研削將經(jīng)過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪500-1500目，加工速度50rpm，壓力l_5Mpa，研削介質柴油；
5、精研將經(jīng)過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000目，加工速度20rpm,壓力2-4Mpa,研削介質柴油；
6、外觀自動選別經(jīng)過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另IJ，選別時光源探頭發(fā)出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內(nèi)時，鋼球被判定為合格品；
7、將選別出的合格品進行包裝。經(jīng)上述工藝加工的鋼球球批直徑變動量為0. 18um，球直徑變動量為0. lum，球形誤差為0. 08um，表面粗糙度為0. 0016um，圓度為0. Ium。鋼球疲勞壽命經(jīng)客戶技術中心對鋼球合套后的軸承樣品檢測，基本額定壽命的試驗值Lltlt= 4232小時，可靠度達到100%，遠遠超過《滾動軸承精品鋼球技術條件》要求；鋼球的壓碎負荷為220. 5 KN (以1/2”為例，國家標準為83KN)，相比國家標準高出2. 65倍(同規(guī)格鋼球相比)。實施例3
一種汽車CVJ用高壽命軸承鋼球的生產(chǎn)工藝，它包括如下步驟
1、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球，其沖壓量為0.15-0. 20mm,
通過設計機床模具，以及鋼絲原材料的料段長度的 計算，使沖壓后的冷鐓毛坯球飛邊很小或基本沒有；
2、熱處理將毛坯球投入到網(wǎng)帶式連續(xù)爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間80分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-1000C ;然后進行回火熱處理，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間160分鐘；
3、表面強化處理采用表面強化機對經(jīng)過熱處理后的鋼球進行表面強化處理，處理參數(shù)為轉速30rpm/min，處理時間150分鐘，硬度值67HRC ；
4、研削將經(jīng)過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪500-1500目，加工速度100rpm，壓力l_5Mpa，研削介質柴油；
5、精研將經(jīng)過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000目，加工速度50rpm,壓力:2-4Mpa，研削介質:柴油；
6、外觀自動選別經(jīng)過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另IJ，選別時光源探頭發(fā)出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內(nèi)時，鋼球被判定為合格品；
7、將選別出的合格品進行包裝。經(jīng)上述工藝加工的鋼球球批直徑變動量為0. 17um，球直徑變動量為0. 08um，球形誤差為0. 09um，表面粗糙度為0. OOlOum，圓度為0. 07um。鋼球疲勞壽命經(jīng)客戶技術中心對鋼球合套后的軸承樣品檢測，基本額定壽命的試驗值Lltlt= 4116小時，可靠度達到100%，遠遠超過《滾動軸承精品鋼球技術條件》要求；鋼球的壓碎負荷為225. 6 KN (以1/2”為例，國家標準為83KN)，相比國家標準高出2. 7倍(同規(guī)格鋼球相比)。
權利要求
1.一種汽車CVJ用高壽命軸承鋼球的生產(chǎn)工藝，其特征在于它包括如下步驟 (1)、冷鐓將軸承鋼絲沖壓成鋼球冷鐓毛坯球； (2)、熱處理將毛坯球投入到網(wǎng)帶式連續(xù)爐中采用可控保護氣氛進行加熱淬火，淬火加熱溫度840-850°C，淬火加熱時間60-80分鐘，淬火介質快速光亮淬火油；淬火介質溫度40-100°C ;然后進行回火熱處理，回火加熱溫度170-200°C，保溫時間160-180°C ； (3)、表面強化處理采用表面強化機對經(jīng)過熱處理后的鋼球進行表面強化處理，處理參數(shù)為轉速20-30rpm/min，處理時間60-150分鐘，硬度值65_69HRC ； (4)、研削將經(jīng)過表面強化處理的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂 砂輪=150-200目，加工速度:50-100rpm，壓力:l_5Mpa，研削介質柴油； (5)、精研將經(jīng)過研削的鋼球采用研磨機和砂輪進行加工，樹脂砂輪采用5000-6000 目，加工速度20-50rpm，壓力2_4Mpa，研削介質柴油； (6)、外觀自動選別經(jīng)過精研后的鋼球首先要采用光電渦流外觀儀對鋼球缺陷進行選另O，選別時光源探頭發(fā)出100%的光源照射到鋼球上，通過在電腦CPU上設定傷的感度大小為30%-80%，設定淺黑的感度為10%-30%，當鋼球上反射的光源通過CPU計算處理后滿足所設定的傷的感度以及淺黑的感度范圍值時，鋼球被判定為合格品；然后將選出的合格品采用渦流探傷儀再次進行選別，設定渦流感度40%-100%，當在渦流感度設定值范圍內(nèi)時，鋼球被判定為合格品； (7)、將選別出的合格品進行包裝。
2.根據(jù)權利要求I所述的汽車CVJ用高壽命軸承鋼球的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(I)中冷鐓毛坯球的沖壓量為O. 15-0. 20mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車CVJ用高壽命軸承鋼球的生產(chǎn)工藝，它包括如下步驟冷鐓→熱處理→表面強化→研削→精研→外觀選別→包裝。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術省去了光磨、冷作強化及冷處理等工藝步驟，縮減了普通工藝的復雜加工流程，加快了產(chǎn)品生產(chǎn)流程的運轉時間，縮短產(chǎn)品加工周期，提高了生產(chǎn)效率，降低了鋼球的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)的軸承鋼球壓碎載荷值高，使用壽命長。
文檔編號B23P15/00GK102848157SQ201210357610
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權日2012年9月24日
發(fā)明者張立, 陳雅平 申請人:椿中島機械(太倉)有限公司