轴承套圈的金属流线

　　摘　要：介绍了几种不同工艺生产的轴承套圈的金属流线及其区别。实践证明，观察流线可有效分辨套圈的成形方法。
　　关键词：流动轴承；套圈；加工工艺；金属流线
　　目前，生产中小型轴承套圈主要有冷挤压、钢管车削、热锻和冷辗扩4种方法，而使用常规的金相检测手段根本无法区分这4种方法生产的轴承套圈。通过研究发现，这4种工艺生产的轴承套圈的流线存在一定的区别，可以通过观察流线来区分轴承套圈的生产途径。
　　1　观察轴承套圈流线的方法
　　观察轴承套圈的流线需要在纵向试样上进行，将套圈纵切面经抛光后用5%的苦味酸酒精溶液进行浸蚀，用放大倍数为10～20倍的显微镜对切面进行直接观察，可以很清晰地看到其流线。
　　2　各加工工艺制造的轴承套圈的流线
　　流线是金属中的低熔点成分和带状组织偏析在轧制或挤压时伸展而形成的^[1]。流线形成后，用一般的热处理方法不能消除。以下介绍这4种不同生产方式加工的轴承套圈的金属流线。
　　2.1冷挤压
　　冷挤压，又称冷锻，是把金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。其特点为：
　　（1）比切削加工和其他锻压生产节约材料。
　　（2）可以高效率地加工形状复杂的零件。
　　（3）冷挤压件的尺寸和形状精度高，表面质量好，且提高了力学性能。
　　轴承套圈毛坯冷挤压一般采用套料单圈复合挤压工艺，其生产流程如图1所示。外圈采用复合挤压原理生产，内圈用单圈反挤压原理生产，所以外圈和内圈的流线也不相同。复合挤压时坯料上的一部分金属顺着凸模运动方向流动，而另一部分的流动方向则相反，外圈毛坯经车削后的流线如图2所示。单圈反挤压使金属的流动方向与凸模的运动方向相反，内圈毛坯经车削后的流线见图3。 　　2.2钢管车削轴承套圈的流线
　　由于轴承钢管内、外径精度较高，总脱碳层深度浅，有利于少切削或微切削工艺制造轴承套圈，也有利于精密辗扩轴承套圈^[2]。钢管本身的流线是沿拔制方向延伸，经车削后沟道部分的流线被切断。钢管车削轴承套圈的流线见图4。 　　2.3钢管冷辗扩轴承套圈的流线
　　冷辗扩可使套圈毛坯的形状极大限度地接近成品的形状，从而显著地提高材料利用率和零件的精度，节省部分车加工、磨加工工序，提高磨削效率。同时由于采用了无切削辗扩加工工艺，使零件内部金属流线得到改善，大大提高了轴承的使用寿命，因此轴承套圈冷辗扩技术作为一种无切削加工工艺越来越受到轴承制造业的重视^[3]。钢管经过冷辗扩加工后，其内部的流线按工件表面形状延伸。经冷辗扩后轴承套圈的流线见图5。 　　2.4热锻→车削轴承套圈的流线
　　热锻是生产轴承套圈毛坯的传统工艺。国内目前普遍采用中频感应对坯料进行加热，再经截料，墩压，冲孔，扩孔等工序生产轴承套圈。中频感应加热用于热锻主要有省电节能；安装、操作方便；快速透热，减少表面氧化，节省材料；可避免表面脱碳，提高锻件质量；提高模具寿命；极大地改善工作环境；生产成本低等优点，因此近几年得到了迅速发展。热锻件经车削后流线见图6。 　　2.5热锻→车削→冷辗扩轴承套圈的流线
　　热锻件经车削后再进行冷辗扩也是生产轴承套圈的途径之一。热锻件经车削再进行冷辗扩后的轴承套圈的流线如图7所示。 　　3　结束语
　　实践证明，采用观察流线的方法可以有效地分辨出各种不同的套圈成形方法，有利于进行产品的失效模式分析，且简便可靠。
　　参考文献：
　　[1]新昌轴承厂冷挤压攻关组.GCr15钢轴承套圈套料复合冷挤压工艺研究[C].中国机械工程学会第三届锻压年会交流论文，1983.
　　[2]方隆铮.优质轴承钢管的研制及其在轴承中的应用[J].轴承，2001（8）：33-37.
　　[3]孙高翔.轴承套圈精密冷辗扩机床与工艺的研究及应用[J].新技术新工艺，2001（3）：27.