CN102653048A - ***式饮水器用钢球的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种***式饮水器用钢球的加工方法，包括步骤：选用3Cr13或420材质；冷镦；光球；热处理：氮气保护下，预热到850-860℃，经30-35分钟保温后，继续升温，到1010-1015℃时，保温45-50分钟后淬火；然后冷至常温，在-90—-80℃冷冻，并保持30-35分钟，恢复至常温后，用250-260℃回火3-4小时；进行表面强化处理，强化好后要再次进行回火处理；硬磨；精磨；用强酸进行酸洗，挑出混料钢种的钢球；用饱和盐水做雾化喷淋，在空气中暴露12-24小时，去掉被氧化者；超精研；包装。本发明能提高钢球的表面强度、几何精度，使钢球质量好、耐腐蚀性强。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体地说是涉及一种***式饮水器用钢球的加工方法。
背景技术
目前，随着我国畜牧行业的发展，“鸡用***式饮水器”逐步取替了“锥阀式饮水器”。两者相比***式具备以下优越性：1、合格率高：一次性安装使用合格率能达到98%，而“锥阀式”一次安装使用合格率只能达到85%。2、使用寿命长：“锥阀式”平均使用寿命为1年，“***式”平均使用寿命为2.5年。3、性能稳定：“锥阀式”在使用过程中间歇漏水率为25%，“***式”在使用过程中间歇漏水率为2%。4、用户使用成本低：“***式”比“锥阀式”使用成本低5倍以上。5.维修方便：悬挂式安装拆卸方便，便于维修更换，不影响水线的正常使用。
不锈钢钢球是“***式”饮水器主要部件之一。“***式”饮水器对不锈钢钢球要求主要是：1、圆度好；2、粗糙度好；3、抗氧化性好；4、无磁（无吸附性）；5、无伤残裂纹。钢球的工作原理是：钢球靠自重和密封座配合堵住水源。钢球下有一个顶杆，当鸡用嘴叨动顶杆，顶杆拨动钢球和密封座分离，饮水器出水供鸡饮用；鸡停叨动时，钢球靠自重恢复原来位置密封水源。现有技术中，配套“***式”饮水器用的钢球都是别的行业专用钢球进行替代，造成产品质量存在大量问题。用纯不锈钢如：1Cr18ni9、0Cr18ni9、304、304L等材质的钢球，耐腐蚀性虽好，但是几何精度，表面质量不好，造成产品漏水严重。用高碳铬不锈钢如：9Cr18、9Cr18mo、420、440c等材质的钢球，几何精度、表面质量好，但由于含碳高，造成产品耐腐蚀性差，使用寿命短。传统钢球的工艺方法包括：下料、热处理、硬磨、酸洗、精磨等步骤，这种加工方法的缺点：加工钢球的表面硬度低、耐磨性差、几何精度不好。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种能提高表面强度、几何精度、耐腐蚀性强的***式饮水器用钢球的加工方法。
本发明的一种***式饮水器用钢球的加工方法，包括下述步骤：
（1）原料：选用3Cr13或420材质；
（2）冷镦：将原材料冷锻、压制成型，并留0.5mm~1mm的加工余量；
（3）光球：去除冷镦环带，并初步加工成型，加工成型后清洗，去除杂质、料头；
（4）热处理：氮气保护下，预热到850-860℃，经30-35分钟保温后，继续升温，到1010-1015℃时，保温45-50分钟后淬火；然后冷至常温，在-90—-80℃冷冻，并保持30-35分钟，恢复至常温后，用250-260℃回火3-4小时；
（5）表面强化：用钢球强化机，进行产品表面强化处理，强化好后再次进行回火处理，回火温度控制在温度155±5℃内，保温1.5-2小时；
（6）硬磨：用钢球研磨设备，采用高硬砂轮进行磨削整型，去除粗糙表面；
（7）精磨：用精磨设备进行精磨使产品去除0.02MM，以保证去除前工序产品表面残留缺陷。加工后精度要达到国标GB-308-2002标准G40级；
（8）酸洗：用强酸进行酸洗，挑出混料钢种的钢球；
（9）抗氧化挑选：用饱和盐水做雾化喷淋1-1.5小时，在空气中暴露12-24小时，去掉被氧化者；
（10）超精研：用钢球研磨设备进行超精加工后，精度达到国标GB-308-2002标准G10级精度。
（11）包装：经清洗、脱水、涂油后包装。
上述的一种***式饮水器用钢球的加工方法，其中：强酸为硝酸。
本发明与现有技术的相比，具有明显的有益效果，由以上方案可知，选用3Cr13或420材质，此材质在同类材质中，价格最低，含碳量适中，能提高钢球硬度、圆度好，不易造成产品漏水；采用冷冻处理和表面强化处理，提高钢球表面硬度，经过表面强化的钢球，其表面硬度HRC可以提高3-4度，达到HRC59-HRC62，保障了提高钢球几何精度和表面精度的提高；将热处理后的钢球，采用钢球强化机，进行产品表面强化处理，使钢球表面硬度提高，提高钢球表面组织的致密度，增加耐磨性，降低表面粗糙度；采用抗氧化挑选，用饱和盐水做雾化喷淋，在空气中暴露12小时以上，如表面有缺陷，很快就会氧化腐蚀，将氧化钢球挑出报废，好的钢球则没有，可提高钢球的抗氧化性。通过该加工方法，提高了钢球的硬度、圆度及表面精度，从而增加了钢球的使用寿命，并降低了生产成本。
以下通过具体实施方式，进一步说明本发明的有益效果。
具体实施方式
实施例1
一种***式饮水器用钢球的加工方法，包括下述步骤：
（1）原料：选用3Cr13材质；
（2）冷镦：将原材料冷锻、压制成型，并留0.5mm~1mm的加工余量；
（3）光球：去除冷镦环带，并初步加工成型，去除杂质、料头；
（4）热处理：用热处理设备，在氮气保护下，预热到850-860℃，经30分钟保温后，继续升温，到1010-1015℃时，保温45分钟后淬火；然后冷至常温，在-80℃冷冻，并保持30分钟，恢复至常温后，用250-260℃回火3小时；
（5）表面强化：用钢球强化机，进行产品表面强化处理，强化好后再次进行回火处理，回火温度控制在温度155±5℃内，保温1.5小时；
（6）硬磨：用钢球研磨设备，采用高硬砂轮进行磨削整型，去除粗糙表面；
（7）精磨：用精磨设备进行精磨使产品去除0.02MM，以保证去除前工序产品表面残留缺陷。加工后精度要达到国标GB-308-2002标准G40级；
（8）酸洗：用硝酸进行酸洗，挑出混料钢种的钢球；
（9）抗氧化挑选：用饱和盐水做雾化喷淋1小时，在空气中暴露，在空气中暴露12小时，去掉被氧化者；
（10）超精研：用钢球研磨设备进行超精加工后，精度达到国标GB-308-2002标准G10级精度。；
（11）包装：经清洗、脱水、涂油后包装。
实施例2
一种***式饮水器用钢球的加工方法，包括下述步骤：
（1）原料：选用420材质；
（2）冷镦：将原材料冷锻、压制成型，并留0.5mm~1mm的加工余量；
（3）光球：去除冷镦环带，并初步加工成型，去除杂质、料头；
（4）热处理：用热处理设备，在氮气保护下，预热到850-860℃，经35分钟保温后，继续升温，到1010-1015℃时，保温50分钟后淬火；然后冷至常温，在-90℃冷冻，并保持35分钟，恢复至常温后，用250-260℃回火4小时；
（5）表面强化：用钢球强化机，进行产品表面强化处理，强化好后再次进行回火处理，回火温度控制在温度155±5℃内，保温2小时；
（6）硬磨：用钢球研磨设备，采用高硬砂轮进行磨削整型，去除粗糙表面；
（7）精磨：用精磨设备进行精磨使产品去除0.02MM，以保证去除前工序产品表面残留缺陷。加工后精度要达到国标GB-308-2002标准G40级；
（8）酸洗：用硝酸进行酸洗，挑出混料钢种的钢球；
（9）抗氧化挑选：用饱和盐水做雾化喷淋1.5小时，在空气中暴露，在空气中暴露24小时，去掉被氧化者；
（10）超精研：用钢球研磨设备进行超精加工后，精度达到国标GB-308-2002标准G10级精度。；
（11）包装：经清洗、脱水、涂油后包装。
实施例3
一种***式饮水器用钢球的加工方法，包括下述步骤：
（1）原料：选用3Cr13材质；
（2）冷镦：将原材料冷锻、压制成型，并留0.5mm~1mm的加工余量；
（3）光球：去除冷镦环带，并初步加工成型，去除杂质、料头；
（4）热处理：用热处理设备，在氮气保护下，预热到850-860℃，经35分钟保温后，继续升温，到1010-1015℃时，保温50分钟后淬火；然后冷至常温，在-85℃冷冻，并保持32分钟，恢复至常温后，用250-260℃回火3.5小时；
（5）表面强化：用钢球强化机，进行产品表面强化处理，强化好后再次进行回火处理，回火温度控制在温度155±5℃内，保温2小时；
（6）硬磨：用钢球研磨设备，采用高硬砂轮进行磨削整型，去除粗糙表面；
（7）精磨：用精磨设备进行精磨使产品去除0.02MM，以保证去除前工序产品表面残留缺陷。加工后精度要达到国标GB-308-2002标准G40级；
（8）酸洗：用硝酸进行酸洗，挑出混料钢种的钢球；
（9）抗氧化挑选：用饱和盐水做雾化喷淋1.5小时，在空气中暴露，在空气中暴露18小时，去掉被氧化者；
（10）超精研：用钢球研磨设备进行超精加工后，精度达到国标GB-308-2002标准G10级精度。；
（11）包装：经清洗、脱水、涂油后包装。
由于产品采用3Gr13或420材料，目前国家无专门标准，采用与轴承钢钢球的国家标准（依据国标GB308-2002标准）部分主要材料特性指标对比。情况列入下表：
| 项目 | 传统工艺的轴承钢钢球 | 本发明生产的钢球 |
| 硬度 | HRC48 | HRC59-HRC62 |
| 表面粗糙度 | Ra0.2 | Ra0.09 |
| 圆度 | 0.25 | 0.09-0.11 |
从以上对比得出以下结论：本加工工艺生产的钢球，硬度、表面粗糙度、圆度方面的性能指标都高于同类产品。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1. 一种一种***式饮水器用钢球的加工方法，包括下述步骤：
（1）原料：选用3Cr13或420材质；
（2）冷镦：将原材料冷锻、压制成型，并留0.5mm~1mm的加工余量；
（3）光球：去除冷镦环带，并初步加工成型，加工成型后清洗，去除杂质、料头；
（4）热处理：氮气保护下，预热到850-860℃，经30-35分钟保温后，继续升温，到1010-1015℃时，保温45-50分钟后淬火；然后冷至常温，在-90—-80℃冷冻，并保持30-35分钟，恢复至常温后，用250-260℃回火3-4小时；
（5）表面强化：用钢球强化机，进行产品表面强化处理，强化好后再次进行回火处理，回火温度控制在温度155±5℃内，保温1.5-2小时；
（6）硬磨：用钢球研磨设备，采用高硬砂轮进行磨削整型，去除粗糙表面；
（7）精磨：用精磨设备进行精磨使产品去除0.02MM，以保证去除前工序产品表面残留缺陷；
加工后精度要达到国标GB-308-2002标准G40级；
（8）酸洗：用强酸进行酸洗，挑出混料钢种的钢球；
（9）抗氧化挑选：用饱和盐水做雾化喷淋1-1.5小时，在空气中暴露12-24小时，去掉被氧化者；
（10）超精研：用钢球研磨设备进行超精加工后，精度达到国标GB-308-2002标准G10级精度；
（11）包装：经清洗、脱水、涂油后包装。
2.如权利要求1所述的***式饮水器用钢球的加工方法，其特征在于：强酸为硝酸。
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