一种降低轴承微小裂纹缺陷比例的锻造方法 |
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| 申请号 | CN201510790769.2 | 申请日 | 2015-11-17 | 公开(公告)号 | CN105215258A | 公开(公告)日 | 2016-01-06 |
| 申请人 | 中航工业哈尔滨轴承有限公司; | 发明人 | 赵燕; 葛泉江; 何金光; 赵开礼; 马芳; 兴长喜; 李潮丹; 孙东; 张静静; 公平; | ||||
| 摘要 | 一种降低 轴承 微小裂纹 缺陷 比例的 锻造 方法，涉及一种降低轴承微小裂纹缺陷比例的锻造方法。本 发明 为解决现有高性能轴承锻造工艺中使用模具，对料段的 流线 变化有影响，并且锻件内部容易产生缺陷的问题。具体是按照以下步骤进行的：步骤一、料段镦粗：采用450Kg的 空气锤 对料段进行捶击，锤击次数为10～22次；步骤二、单面冲涨：对经过锤击后的锻件进行单面冲涨；步骤三、反复冲涨：对经过步骤二中单面冲涨的锻件的对应面进行冲涨，并重复步骤二和步骤三的操作2～3次；步骤四、辗扩：辗扩前，对辗扩轮进行预热，辗扩轮的 温度 达到150～200℃后，再对经过反复冲涨的锻件进行辗扩。本发明用于轴承领域。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种降低轴承微小裂纹缺陷比例的锻造方法，其特征在于：一种降低轴承微小裂纹缺陷比例的锻造方法为无模具自由冲孔方式，具体是按照以下步骤进行的： |
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| 说明书全文 | 一种降低轴承微小裂纹缺陷比例的锻造方法技术领域[0001] 本发明涉及一种轴承锻造方法，具体涉及一种降低轴承微小裂纹缺陷比例的锻造方法。 背景技术[0002] 高性能发动机主轴轴承，在使用过程中连续发生套圈滚道剥落故障，在套圈外径和滚道次表面位置发现多处微小裂纹缺陷，说明书附图的图6和图7为缺陷的形貌图。故障件抛磨分析过程中，在套圈外径和滚道位置发现多处微小裂纹和孔洞缺陷，经大量的分析和试验验证，最终确认该缺陷是在套圈锻件的锻造过程中产生，该缺陷的产生与以下因素有关： [0003] 1.锻造过程中模具的使用，对料段的流线变化有影响； [0004] 2.锻件在辗扩过程中，辗扩轮处于室温状态(20℃左右)，而锻件的温度是1100～1140℃，高温锻件与低温辗扩轮接触，使锻件表面温度快速降低并与内部温度出现差异，导致辗扩过程中锻件外部材料与内部材料变形不协调，在料断的内径表面产生分层缺陷，严重时形成裂纹。 [0005] 3.采用1000Kg空气锤打击轴承料段，打击次数少、速度快，生产效率高，但存在金属变形速率大，晶粒回复再结晶时间短，可能导致料段产生裂纹。 发明内容[0006] 本发明为解决现有高性能轴承锻造工艺中使用模具，对料段的流线变化有影响，并且锻件内部容易产生缺陷的问题，进而提出一种降低轴承微小裂纹缺陷比例的锻造方法。 [0007] 本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种降低轴承微小裂纹缺陷比例的锻造方法为无模具自由冲孔方式，具体是按照以下步骤进行的： [0008] 步骤一、料段镦粗：采用450Kg的空气锤对料段进行捶击，锤击次数为10～22次； [0009] 步骤二、单面冲涨：对经过锤击后的锻件进行单面冲涨； [0010] 步骤三、反复冲涨：对经过步骤二中单面冲涨的锻件的对应面进行冲涨，并重复步骤二和步骤三的操作2～3次； [0011] 步骤四、辗扩：辗扩前，对辗扩轮进行预热，辗扩轮的温度达到150～200℃后，再对经过反复冲涨的锻件进行辗扩。 [0012] 本发明的有益效果是： [0013] 本发明为无模具自由冲孔方式，不会对料段的流线变化产生影响，并且在料段镦粗过程中，采用小压力的空气锤，即450Kg的空气锤，并且增加了锤击次数，由原来的3次，增加到10～22次，使得料段产生缓慢的变形，避免了由于料段变形过快，导致的料段内部晶粒回复再结晶的时间短，从而降低了锻件产生裂纹的可能性；在辗扩的过程中，对辗扩轮进行充分预热，达到150～200℃，使得辗扩轮的温度与锻件的内部温度差异缩小，使得锻件内、外部材料变形协调，锻件内部产生缺陷的比例减小，经检测，锻件内部产生缺陷的比例由原来的20％左右降低到现在的10％以内，使得轴承的合格率增加，并且提高了轴承使用的可靠性。 附图说明[0014] 图1为料段的结构示意图； [0015] 图2是镦粗后锻件的结构示意图； [0016] 图3是单面冲涨后锻件的结构示意图； [0017] 图4是反复冲涨后锻件的结构示意图； [0018] 图5是辗扩后锻件的结构示意图； [0019] 图6是30倍显微镜下套圈外径和滚道次表面位置发现的微小裂纹缺陷形貌； [0020] 图7是扫描电镜下套圈外径和滚道次表面位置发现的微小裂纹缺陷形貌。 具体实施方式[0021] 具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4和图5说明本实施方式，本实施方式所述一种降低轴承微小裂纹缺陷比例的锻造方法为无模具自由冲孔方式，具体是按照以下步骤进行的： [0022] 步骤一、料段镦粗：采用450Kg的空气锤对料段进行捶击，锤击次数为10～22次； [0023] 步骤二、单面冲涨：对经过锤击后的锻件进行单面冲涨； [0024] 步骤三、反复冲涨：对经过步骤二中单面冲涨的锻件的对应面进行冲涨，并重复步骤二和步骤三的操作2～3次； [0025] 步骤四、辗扩：辗扩前，对辗扩轮进行预热，辗扩轮的温度达到150～200℃后，再对经过反复冲涨的锻件进行辗扩。 [0026] 本发明为无模具自由冲孔方式，从而避免了模具对料段的流线变化的影响。 [0027] 具体实施方式二：本实施方式所述步骤一中，锤击次数为15～20次。其它与具体实施方式一相同。 [0028] 具体实施方式三：本实施方式所述步骤一中，锤击次数为18次。其它与具体实施方式一或二相同。 [0029] 实验验证： [0030] 一、采用450kg空气锤，镦粗次数为18次的锻件情况，对套圈的内部缺陷进行检测： [0031] 通过水浸超声方法，对原锻造工艺加工的161件库存套圈进行内部缺陷检测，即采用1000Kg的空气锤，锤击次数为3次，161件套圈中有41件套圈检测出当量大于Φ(0.4-10dB)的内部缺陷反射信号，缺陷距外径表面距离为2.4mm～6.4mm，缺陷件占比约25.4％。 [0032] 采用450kg的空气锤，料段镦粗次数为18次的工艺，加工50件锻件，通过水浸超声方法，检测确认50件套圈中，仅4件检出缺陷，且检出缺陷的每件套圈上的缺陷数量明显减少，改进工艺后的缺陷套圈占比为8％，缺陷件比例明显减小。 [0033] 二、对辗扩轮预热后，对锻件内径出现缺陷的情况进行检测： [0034] 检测锻件内径附近缺陷情况，通过检查确认，原锻造工艺的161件锻件中有35件在内径表面附近检出缺陷，缺陷件占比约21.7％。 [0035] 将辗扩轮预热到150℃～200℃后，对锻件进行辗扩加工，通过检测确认，采用该工艺加工的50件套圈中，1件检出缺陷，缺陷件占比2％。 [0036] 经统计，至今为止按本发明的锻造工艺投产加工的500多件锻件中，缺陷件占比约在7.5％左右，缺陷产品明显减少。 |
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