CN115094369A - 轻薄轴承套圈淬火热处理工艺 - Google Patents

轻薄轴承套圈淬火热处理工艺 Download PDF

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朱敏
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Abstract

本发明公开了轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，包括以下步骤：S1：清洁；S2：氮碳共渗；S3：奥氏体化；S4：淬火加热；S5：冷却；S6：外形检查；S7：外形修整；其中，S3中所述淬火工装包括底座、外限位环和内限位环，两个所述外限位环的两端均设有连接耳，外限位环和两个连接耳整体的内壁中部开设有第一凹槽，所述底座顶部设有同步移动机构，所述内限位环外壁的中部开设有第二凹槽，两个外限位环和内限位环顶部和底部均开设有通孔，所述底座顶部设有升降机构。本发明可以提高轴承套圈的强度、抗磨损和抗腐蚀性能，增加修整过程、避免浪费，对轴承套圈的内壁和外壁进行限位定型，控制发生变形的概率，降低次品率。

Description

轻薄轴承套圈淬火热处理工艺
技术领域
本发明涉及工业技术领域，尤其涉及轻薄轴承套圈淬火热处理工艺。
背景技术
轻薄轴承套圈是具有一个或几个滚道的向心滚动轴承的环形零件，其生产步骤包括锻造、热处理、磨削工序的监控和标识管理，其中热处理即包含对轻薄轴承套圈的淬火处理。淬火是把钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，从而获得以马氏体为主的不平衡组织(也有根据需要获得贝氏体或保持单相奥氏体)的一种热处理工艺方法，淬火是钢热处理工艺中应用最为广泛的工种工艺方法。
现有的对轻薄轴承套圈的淬火热处理工艺存在热处理膨胀量和变形量大的问题，轻薄轴承套圈的内环和外环均可能发生变形，导致产品次品率高；且其在淬火处理前缺少对工件的材质处理，无法提升其表面性能，在淬火处理后缺少二次修整过程，一旦工件出现变形即判定为次品，一些轻微变形可以修整恢复的工件造成了浪费。
发明内容
本发明公开轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，旨在解决背景技术中的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，包括以下具体步骤：
S1：清洁：将轻薄轴承套圈的表面清洗干净，除去油污、锈迹等杂质；
S2：氮碳共渗：把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热至500－600℃，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，且在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散；
S3：奥氏体化：将轻薄轴承套圈装配在淬火工装内，加热至共析温度以上使其形成奥氏体的金属；
S4：淬火加热：将经奥氏体化的轻薄轴承套圈置于温度稍低于马氏体开始转变温度的盐浴中保温一定时间，直至其内、外层都达到介质温度；
S5：冷却：将轻薄轴承套圈取出在空气中冷却；
S6：外形检查：对轻薄轴承套圈的外形尺寸进行测量，以确认其是否发生变形；
S7：外形修整；如果变形量过大即直接判定为次品，若变形量在一定范围内，则采用热整形工艺对轻薄轴承套圈进行修整，使其恢复正常尺寸；
其中，S3中所述淬火工装包括底座、外限位环和内限位环，所述外限位环为半圆环，所述外限位环设有两个且对称设置，两个所述外限位环的两端均设有连接耳，所述连接耳和外限位环为一体成型结构，所述外限位环和两个连接耳整体的内壁中部开设有第一凹槽，两个所述外限位环其中一同侧的两个连接耳底部均焊接有第一移动块，所述底座顶部的一侧设有带动两个第一移动块同步移动的同步移动机构，所述内限位环为圆环形，所述内限位环外壁的中部开设有第二凹槽，两个所述外限位环和内限位环顶部和底部均开设有通孔，所述底座顶部的中部设有带动内限位环升降的升降机构。
通过对轻薄轴承套圈先进行氮碳共渗处理，可以改变表层的化学成分和组织，提高轻薄轴承套圈的强度、抗磨损和抗腐蚀性能，即获得优良的表面性能；且先对轻薄轴承套圈奥氏体化再不同温度保温、冷却，可以将形变控制在最低水平并消除开裂；最后增加了外形检查和修整的步骤，可以使变形小的工件修整恢复正常，避免浪费、降低次品率；
将轻薄轴承套圈装配在淬火工装内进行淬火处理，淬火介质从多个通孔进入第一凹槽和第二凹槽内，从而对轻薄轴承套圈的内壁和外壁进行淬火处理，同时在淬火过程中两个外限位环和内限位环同时对轻薄轴承套圈的内壁和外壁进行限位定型，可以有效控制轻薄轴承套圈的整体在淬火过程中发生变形的概率，降低次品率。
在一个优选的方案中，所述同步移动机构包括第一丝杆，所述底座顶部一侧水平开设有第一滑槽，所述第一丝杆水平转动连接于第一滑槽内部，两个所述第一移动块均套接于第一丝杆外侧，两个所述第一移动块均通过螺纹和第一丝杆连接，所述第一丝杆两端的螺纹方向相反，所述第一丝杆的一端从第一滑槽内伸出并焊接有第一转盘。
通过设置有同步移动机构，将轻薄轴承套圈放入两个外限位环中部，转动第一转盘带动第一丝杆转动，使两个第一移动块在第一丝杆上相向移动则通过连接耳带动两个外限位环相向移动，直至正好夹住轻薄轴承套圈。
在一个优选的方案中，两个所述外限位环另一同侧的两个连接耳底部均焊接有第二移动块，所述底座顶部另一侧水平开设有第二滑槽，所述第二滑槽内水平焊接有横限位杆，两个所述第二移动块均套接于横限位杆外侧，两个所述第二移动块均和横限位杆滑动连接。
两个外限位环相向移动的过程中，通过连接耳带动两个第二移动块在横限位杆上相向移动，从而对两个外限位环的移动进行限位和支撑，使其只能沿水平向移动、无法发生转动且移动的更加平稳。
在一个优选的方案中，所述通孔设有多个，多个所述通孔在两个外限位环和内限位环顶部和底部均匀分布，两个所述外限位环顶部和底部的通孔均和第一凹槽连通，所述内限位环顶部和底部的通孔均和第二凹槽连通。
在一个优选的方案中，所述升降机构包括第二丝杆，所述底座顶部的中部水平开设有条形槽，所述第二丝杆水平转动连接于条形槽内部，所述第二丝杆的两端均套接有第三移动块，两个所述第三移动块均通过螺纹和第二丝杆连接，所述第二丝杆两端的螺纹方向相反，所述第二丝杆的一端从条形槽内部伸出并焊接有第二转盘，两个所述第三移动块的顶部均转动连接有连接杆，所述内限位环内壁的底部水平焊接有横柱，两个所述连接杆的顶端均转动连接于横柱底部的中部。
通过设置有升降机构，两个外限位环固定住轻薄轴承套圈后，转动第二转盘带动第二丝杆转动，使两个第三移动块在第二丝杆上相向移动，从而使两个连接杆的角度发生改变从而将横柱向上顶起，即将内限位环向上顶起，直至其正好位于轻薄轴承套圈的内部。
在一个优选的方案中，所述横柱的两端均竖直贯穿有竖限位杆，两个所述竖限位杆均和横柱滑动连接，两个所述竖限位杆底部均焊接有C型架，两个所述C型架均焊接于底座。
在横柱上下移动的过程中，两个竖限位杆对横柱进行限位，使其只能沿竖直方向移动，从而使内限位环只能沿竖直方向移动，无法发生偏移。
由上可知，本发明提供的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺通过对轻薄轴承套圈先进行氮碳共渗处理，可以改变表层的化学成分和组织，提高轻薄轴承套圈的强度、抗磨损和抗腐蚀性能，即获得优良的表面性能；且先对轻薄轴承套圈奥氏体化再不同温度保温、冷却，可以将形变控制在最低水平并消除开裂；最后增加了外形检查和修整的步骤，可以使变形小的工件修整恢复正常，避免浪费、降低次品率；两个外限位环和内限位环同时对轻薄轴承套圈的内壁和外壁进行限位定型，可以有效控制轻薄轴承套圈的整体在淬火过程中发生变形的概率，降低次品率。
附图说明
图1为本发明提出的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺的流程图。
图2为本发明提出的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺的淬火工装整体示意图。
图3为本发明提出的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺的淬火工装俯视图。
图4为本发明提出的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺的淬火工装局部示意图。
图5为本发明提出的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺的淬火工装的底座顶部示意图。
图中：1、连接耳；2、通孔；3、第一凹槽；4、外限位环；5、第一滑槽；6、第一丝杆；7、第一移动块；8、第一转盘；9、第二转盘；10、底座；11、第二移动块；12、第二凹槽；13、内限位环；14、横限位杆；15、第二滑槽；16、横柱；17、竖限位杆；18、条形槽；19、C型架；20、连接杆；21、第三移动块；22、第二丝杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，包括以下具体步骤：
S1：清洁：将轻薄轴承套圈的表面清洗干净，除去油污、锈迹等杂质；
S2：氮碳共渗：把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热至500－600℃，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，且在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散；
S3：奥氏体化：将轻薄轴承套圈装配在淬火工装内，加热至共析温度以上使其形成奥氏体的金属；
S4：淬火加热：将经奥氏体化的轻薄轴承套圈置于温度稍低于马氏体开始转变温度的盐浴中保温一定时间，直至其内、外层都达到介质温度；
S5：冷却：将轻薄轴承套圈取出在空气中冷却；
S6：外形检查：对轻薄轴承套圈的外形尺寸进行测量，以确认其是否发生变形；
S7：外形修整；如果变形量过大即直接判定为次品，若变形量在一定范围内，则采用热整形工艺对轻薄轴承套圈进行修整，使其恢复正常尺寸；
其中，S3中淬火工装包括底座10、外限位环4和内限位环13，外限位环4为半圆环，外限位环4设有两个且对称设置，两个外限位环4的两端均设有连接耳1，连接耳1和外限位环4为一体成型结构，外限位环4和两个连接耳1整体的内壁中部开设有第一凹槽3，两个外限位环4其中一同侧的两个连接耳1底部均焊接有第一移动块7，底座10顶部的一侧设有带动两个第一移动块7同步移动的同步移动机构，内限位环13为圆环形，内限位环13外壁的中部开设有第二凹槽12，两个外限位环4和内限位环13顶部和底部均开设有通孔2，底座10顶部的中部设有带动内限位环13升降的升降机构。
通过对轻薄轴承套圈先进行氮碳共渗处理，可以改变表层的化学成分和组织，提高轻薄轴承套圈的强度、抗磨损和抗腐蚀性能，即获得优良的表面性能；且先对轻薄轴承套圈奥氏体化再不同温度保温、冷却，可以将形变控制在最低水平并消除开裂；最后增加了外形检查和修整的步骤，可以使变形小的工件修整恢复正常，避免浪费、降低次品率；
将轻薄轴承套圈装配在淬火工装内进行淬火处理，淬火介质从多个通孔2进入第一凹槽3和第二凹槽12内，从而对轻薄轴承套圈的内壁和外壁进行淬火处理，同时在淬火过程中两个外限位环4和内限位环13同时对轻薄轴承套圈的内壁和外壁进行限位定型，可以有效控制轻薄轴承套圈的整体在淬火过程中发生变形的概率，降低次品率。
参照图2，在一个优选的实施方式中，同步移动机构包括第一丝杆6，底座10顶部一侧水平开设有第一滑槽5，第一丝杆6水平转动连接于第一滑槽5内部，两个第一移动块7均套接于第一丝杆6外侧。
参照图2，在一个优选的实施方式中，两个第一移动块7均通过螺纹和第一丝杆6连接，第一丝杆6两端的螺纹方向相反，第一丝杆6的一端从第一滑槽5内伸出并焊接有第一转盘8。将轻薄轴承套圈放入两个外限位环4中部，转动第一转盘8带动第一丝杆6转动，使两个第一移动块7在第一丝杆6上相向移动则通过连接耳1带动两个外限位环4相向移动，直至正好夹住轻薄轴承套圈。
参照图3，在一个优选的实施方式中，两个外限位环4另一同侧的两个连接耳1底部均焊接有第二移动块11，底座10顶部另一侧水平开设有第二滑槽15，第二滑槽15内水平焊接有横限位杆14，两个第二移动块11均套接于横限位杆14外侧，两个第二移动块11均和横限位杆14滑动连接。两个外限位环4相向移动的过程中，通过连接耳1带动两个第二移动块11在横限位杆14上相向移动，从而对两个外限位环4的移动进行限位和支撑，使其只能沿水平向移动、无法发生转动且移动的更加平稳。
参照图2-4，在一个优选的实施方式中，通孔2设有多个，多个通孔2在两个外限位环4和内限位环13顶部和底部均匀分布，两个外限位环4顶部和底部的通孔2均和第一凹槽3连通，内限位环13顶部和底部的通孔2均和第二凹槽12连通。
参照图4和图5，在一个优选的实施方式中，升降机构包括第二丝杆22，底座10顶部的中部水平开设有条形槽18，第二丝杆22水平转动连接于条形槽18内部，第二丝杆22的两端均套接有第三移动块21。
参照图4和图5，在一个优选的实施方式中，两个第三移动块21均通过螺纹和第二丝杆22连接，第二丝杆22两端的螺纹方向相反，第二丝杆22的一端从条形槽18内部伸出并焊接有第二转盘9。
参照图4和图5，在一个优选的实施方式中，两个第三移动块21的顶部均转动连接有连接杆20，内限位环13内壁的底部水平焊接有横柱16，两个连接杆20的顶端均转动连接于横柱16底部的中部。两个外限位环4固定住轻薄轴承套圈后，转动第二转盘9带动第二丝杆22转动，使两个第三移动块21在第二丝杆上22相向移动，从而使两个连接杆20的角度发生改变从而将横柱16向上顶起，即将内限位环13向上顶起，直至其正好位于轻薄轴承套圈的内部。
参照图4和图5，在一个优选的实施方式中，横柱16的两端均竖直贯穿有竖限位杆17，两个竖限位杆17均和横柱16滑动连接，两个竖限位杆17底部均焊接有C型架19，两个C型架19均焊接于底座10。在横柱16上下移动的过程中，两个竖限位杆17对横柱16进行限位，使其只能沿竖直方向移动，从而使内限位环13只能沿竖直方向移动，无法发生偏移。
工作原理：淬火工装使用时，将轻薄轴承套圈放入两个外限位环4中部，转动第一转盘8带动第一丝杆6转动，使两个第一移动块7在第一丝杆6上相向移动则通过连接耳1带动两个外限位环4相向移动，直至正好夹住轻薄轴承套圈，两个外限位环4固定住轻薄轴承套圈后，转动第二转盘9带动第二丝杆22转动，使两个第三移动块21在第二丝杆上22相向移动，从而使两个连接杆20的角度发生改变从而将横柱16向上顶起，即将内限位环13向上顶起，直至其正好位于轻薄轴承套圈的内部，从而将轻薄轴承套圈装配在淬火工装内。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1：清洁：将轻薄轴承套圈的表面清洗干净，除去油污、锈迹等杂质；
S2：氮碳共渗：把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热至500－600℃，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，且在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散；
S3：奥氏体化：将轻薄轴承套圈装配在淬火工装内，加热至共析温度以上使其形成奥氏体的金属；
S4：淬火加热：将经奥氏体化的轻薄轴承套圈置于温度稍低于马氏体开始转变温度的盐浴中保温一定时间，直至其内、外层都达到介质温度；
S5：冷却：将轻薄轴承套圈取出在空气中冷却；
S6：外形检查：对轻薄轴承套圈的外形尺寸进行测量，以确认其是否发生变形；
S7：外形修整；如果变形量过大即直接判定为次品，若变形量在一定范围内，则采用热整形工艺对轻薄轴承套圈进行修整，使其恢复正常尺寸；
其中，S3中所述淬火工装包括底座(10)、外限位环(4)和内限位环(13)，所述外限位环(4)为半圆环，所述外限位环(4)设有两个且对称设置，两个所述外限位环(4)的两端均设有连接耳(1)，所述连接耳(1)和外限位环(4)为一体成型结构，所述外限位环(4)和两个连接耳(1)整体的内壁中部开设有第一凹槽(3)，两个所述外限位环(4)其中一同侧的两个连接耳(1)底部均焊接有第一移动块(7)，所述底座(10)顶部的一侧设有带动两个第一移动块(7)同步移动的同步移动机构，所述内限位环(13)为圆环形，所述内限位环(13)外壁的中部开设有第二凹槽(12)，两个所述外限位环(4)和内限位环(13)顶部和底部均开设有通孔(2)，所述底座(10)顶部的中部设有带动内限位环(13)升降的升降机构。
2.根据权利要求1所述的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，其特征在于，所述同步移动机构包括第一丝杆(6)，所述底座(10)顶部一侧水平开设有第一滑槽(5)，所述第一丝杆(6)水平转动连接于第一滑槽(5)内部，两个所述第一移动块(7)均套接于第一丝杆(6)外侧。
3.根据权利要求2所述的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，其特征在于，两个所述第一移动块(7)均通过螺纹和第一丝杆(6)连接，所述第一丝杆(6)两端的螺纹方向相反，所述第一丝杆(6)的一端从第一滑槽(5)内伸出并焊接有第一转盘(8)。
4.根据权利要求1所述的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，其特征在于，两个所述外限位环(4)另一同侧的两个连接耳(1)底部均焊接有第二移动块(11)，所述底座(10)顶部另一侧水平开设有第二滑槽(15)，所述第二滑槽(15)内水平焊接有横限位杆(14)，两个所述第二移动块(11)均套接于横限位杆(14)外侧，两个所述第二移动块(11)均和横限位杆(14)滑动连接。
5.根据权利要求1所述的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，其特征在于，所述通孔(2)设有多个，多个所述通孔(2)在两个外限位环(4)和内限位环(13)顶部和底部均匀分布，两个所述外限位环(4)顶部和底部的通孔(2)均和第一凹槽(3)连通，所述内限位环(13)顶部和底部的通孔(2)均和第二凹槽(12)连通。
6.根据权利要求1所述的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，其特征在于，所述升降机构包括第二丝杆(22)，所述底座(10)顶部的中部水平开设有条形槽(18)，所述第二丝杆(22)水平转动连接于条形槽(18)内部，所述第二丝杆(22)的两端均套接有第三移动块(21)。
7.根据权利要求6所述的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，其特征在于，两个所述第三移动块(21)均通过螺纹和第二丝杆(22)连接，所述第二丝杆(22)两端的螺纹方向相反，所述第二丝杆(22)的一端从条形槽(18)内部伸出并焊接有第二转盘(9)。
8.根据权利要求7所述的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，其特征在于，两个所述第三移动块(21)的顶部均转动连接有连接杆(20)，所述内限位环(13)内壁的底部水平焊接有横柱(16)，两个所述连接杆(20)的顶端均转动连接于横柱(16)底部的中部。
9.根据权利要求8所述的轻薄轴承套圈淬火热处理工艺，其特征在于，所述横柱(16)的两端均竖直贯穿有竖限位杆(17)，两个所述竖限位杆(17)均和横柱(16)滑动连接，两个所述竖限位杆(17)底部均焊接有C型架(19)，两个所述C型架(19)均焊接于底座(10)。
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