專利名稱：一種異型軸承鋼棒材的冷拔方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬棒材的制造方法，尤其涉及一種軸承棒材的冷拔方法。
背景技術：
GCr 15鉻軸承鋼，是制造各類軸承的主要材料之一。GCr 15軸承鋼用于制造電機、 機床、拖拉機、礦山通用機械上的滾動體或軸套。GCrl5冷拉軸承鋼棒材，有圓鋼棒材、等邊的六角異型軸承鋼棒材，以及不等邊的異型軸承鋼棒材。單向滾動軸承是軸承類中的一種， 廣泛應用于紡織機械、食品機械、收割機、洗衣機、機床等設備中。單向滾動軸承中所使用的滾動體，就是異型軸承鋼棒材中的一種。單向滾動軸承中滾動體使用的異型軸承鋼棒材，其冷拔異型軸承鋼棒材“表面質量”必須達到表面不得有裂紋、折迭、結疤、麻點等缺陷，公差精度h7以上，脫碳層 ^ 0. 03_，冷拉后直線度彡lmm/m。目前，單向滾動軸承用冷拔異型軸承鋼棒材的制備，其常規(guī)生產(chǎn)工藝流程為冶煉 +精煉+真空脫氣錠熱送(或冷送)一初軋開坯一軋制盤卷(熱軋+球化退火熱處理)生產(chǎn)一冷加工工藝(冷拉一矯直一磨光一冷拉成型)一檢驗和入庫。其中冷拉的具體工藝技術是將鋼材從冷拉模具中穿過，利用拉拔力使得鋼材產(chǎn)生塑性變形，達到所需求的尺寸。采用上述異型軸承鋼棒材的冷拔方法生產(chǎn)的單向滾動軸承用異型棒材，主要缺點是異型棒材的成材率較低，僅為58%左右，成品表面經(jīng)常出現(xiàn)拉毛的現(xiàn)象(磨光后的棒材，由于表面光潔度的提高，表面潤濕劑的附著力下降，在冷拉變形放熱后，潤滑系統(tǒng)被破壞，冷拉棒材與冷拉模具發(fā)生粘連，咬合產(chǎn)生拉毛)；此外，冷拉棒材出現(xiàn)無法進行矯直的大刀彎曲(在塑性變形過程中，金屬的流向是按最小阻力方向移動，冷拉過程中從圓鋼棒材變成異型棒材時，出現(xiàn)了應力分布的不均，出現(xiàn)了無法進行矯直的大刀彎曲，直線度達不到要求，發(fā)生成型后的矯直彎曲現(xiàn)象)，導致棒材直線度無法達到要求。對于上述缺陷，現(xiàn)有技術采用涂石灰烘烤工藝來消除棒材表面的拉毛現(xiàn)象，并通過矯直時對鋼材增加壓下量方法來消除大刀彎曲，但是均不能達到正常生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種異型軸承鋼棒材的冷拔方法，其用于單向滾動軸承用異型軸承鋼異型棒材的生產(chǎn)，使用該方法對異型軸承鋼棒材進行冷拔應當避免其冷拔過程中發(fā)生的“拉毛”和“大刀彎”現(xiàn)象，從而提高成品的成材率，滿足單向滾動軸承用冷拔異型軸承鋼棒材的生產(chǎn)要求。根據(jù)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種異型軸承鋼棒材的冷拔方法，其包括下列步驟(1)表面剝皮將軸承鋼盤圓進行表面剝皮，去除表面缺陷、表面脫碳；由于現(xiàn)有的連續(xù)拉拔機采用的在線噴丸法會損傷軸承鋼表面，因此為了配合本技術方案，發(fā)明人采用了表面剝皮工藝，經(jīng)過該剝皮工藝處理后的軸承鋼盤圓，其表面無氧化皮等缺陷，非常光潔，大大優(yōu)于目前一般的軸承鋼盤圓表面質量。(2)表面預處理將經(jīng)過剝皮的軸承鋼盤圓表面酸洗后，上皮膜劑和潤滑劑；該步驟是為了盡可能減小拉拔過程中的摩擦系數(shù)，以降低拉拔時的變形抗力。(3)冷拉前道變形采用拉拔機將將軸承鋼盤圓在前道變形冷拉模具中冷拉為異型盤圓，前道冷拉變形量控制在7-10%，冷拉速度小于等于SOm/min，所述前道變形冷拉模具的半圓面朝上設置；(4)再結晶退火將異型盤圓升溫至680-700°C，保溫4_6小時后冷卻；(5)退火后表面預處理將異型盤圓表面酸洗后，上皮膜劑和潤滑劑；(6)冷拉成型采用拉拔機將異型盤圓在成型冷拉模具中冷拉成型為異型棒材成品，該步驟中的冷拉變形量控制在30-45 %，冷拉速度小于等于40m/min，所述成型冷拉模具的半圓面朝上設置。將冷拉變形量控制在30-45%是發(fā)明人在對軸承鋼盤圓進行塑性指標檢測分析的基礎上，結合冷變形量理論，同時結合通過大量試驗得到的修正值，而最終得到的結果。優(yōu)選地，所述異型軸承鋼棒材的冷拔方法還包括步驟(7)矯直使用水平軸和垂直軸對異型棒材成品進行矯直，控制其直線度< lmm/m。優(yōu)選地，所述步驟(1)中控制表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m。優(yōu)選地，所述步驟( 和(5)中采用硫酸酸液進行酸洗，所述硫酸酸液的成分為 濃度為15-20wt%的硫酸，濃度為3-6wt%的硫酸抑制劑，濃度為小于等于50g/L的硫酸亞鐵，酸洗溫度為50-70°C，酸洗時間為5-8min。優(yōu)選地，所述步驟⑵和(5)中所述皮膜劑的總酸度為35-45，游離酸度為 5. 5-7. 0，皮膜劑浸漬溫度為70-85°C，浸漬時間為5-lOmin。優(yōu)選地，所述步驟⑵和(5)中所述潤滑劑的浸漬時間為4-5min，浸漬溫度為 75-85 °C。本發(fā)明通過采用上述技術方案對異型軸承鋼棒材進行冷拔，使之較現(xiàn)有工藝生產(chǎn)的異性棒材成品具有下述優(yōu)點1.成品“拉毛”“彎曲”的現(xiàn)象基本可以避免，成材率得到大幅度提高，可達到88% 以上；2.成品表面不經(jīng)任何形式加工便可直接達到滾動體的要求，保證了異型材的尺寸符合設計要求，僅需調質加工后，便可直接用于安裝軸承；3.工序費用大幅度下降，成品產(chǎn)量與質量均能得到保證。
具體實施例方式按照下列步驟進行冷拔生產(chǎn)(1)將軸承鋼盤圓進行表面剝皮，去除表面缺陷、表面脫碳設定剝皮刀具的進給速度為25-30m/min，刀盤轉速控制在^OORPM，然后使用拋光機拋光，拋光機轉速 ^ 240-250RPM,控制拋光后表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m。(2)表面預處理硫酸酸洗一沖水一上D3-D35皮膜劑和潤滑劑一吹干。硫酸酸液的成分為濃度為15wt%的硫酸，濃度為5wt%的硫酸抑制劑，硫酸亞鐵的濃度為50g/L ； 酸液溫度陽°0，酸洗時間6min。D3-D35皮膜劑總酸度(TA)為40，游離酸度(FA)為6. 0，浸漬溫度75°C，浸漬時間8min。潤滑劑為LS-2溶液，其溶度為6wt%，潤滑劑浸漬溫度為 4-5min,浸漬溫度控制在75-85°C。(3)采用拉拔機將將軸承鋼盤圓在前道變形冷拉模具中冷拉為異型盤圓盤圓 —開卷和預矯一拉拔一在線彎卷收集。前道冷拉變形量控制在7-10%，冷拉速度小于等于SOm/min，前道變形冷拉模具的半圓面朝上設置。前道變形冷拉模具內表面無砂眼、劃傷、凹坑、環(huán)形溝槽等缺陷，用金剛砂研磨膏進行精拋，其表面光潔度達到鏡面要求。前道變形冷拉模具的幾何尺寸為入口角60°，潤滑錐36°，工作錐16°，定徑帶3 5mm，出口錐60°，其材質為YG8。彎卷收集通過在線的二彎曲輥機組進行，彎曲后的盤圓外徑在 1000-1200mm,內徑為800-1000mm。本發(fā)明的實施例1_5的前道冷拉變形量和冷拉速度如表 1所示。(4)再結晶退火由于軸承鋼采用一定的變形量工藝由圓形冷拉成異型時，鋼材周向應力的分布不均勻性相對比較大，鋼材產(chǎn)生加工硬化及周向應力的不均勻性無法進行后續(xù)的加工。因此，冷拉后的盤圓可以采取再結晶退火處理，以消除冷拔應力，降低硬度，恢復塑性，然后重新進行冷拉。本發(fā)明的各實施例中冷拉后的異型棒材在強對流氮氫保護氣氛罩式爐進行退火的，保護氣為N2+AX(氮氣與氫氣的混合氣體)，氮氣露點彡"600C ；AX氣露點彡-600C ；含氧量5ppm。將異型盤圓隨爐升溫到680-690°C，保溫6小時后帶冷卻罩冷卻。(5)退火后重新按照步驟( 所述的工藝進行酸洗和潤滑處理。(6)采用拉拔機將異型盤圓在成型冷拉模具中冷拉成型為異型棒材成品，該步驟中的冷拉變形量控制在30-45%，冷拉速度小于等于40m/min。同時，通過調整模具的水平軸和垂直軸的角度，保持經(jīng)冷拉后軸承鋼異型材的圓面向上。本發(fā)明的實施例1-5的總冷拉變形量和步驟(6)中的冷拉速度如表1所示。成型冷拉模具的幾何尺寸為入口角60°， 潤滑錐36°，工作錐14°，定徑帶形狀是成品異型最終尺寸形狀，長度為3 4mm，出口錐 60°，其材質為YG8。(7)成品在線矯直使用水平軸(X軸)和垂直軸(Y軸)雙向矯直，直線度< Imm/ m0表權利要求
1.一種異型軸承鋼棒材的冷拔方法，其特征在于，包括下列步驟(1)表面剝皮將軸承鋼盤圓進行表面剝皮，去除表面缺陷、表面脫碳；(2)表面預處理將經(jīng)過剝皮的軸承鋼盤圓表面酸洗后，上皮膜劑和潤滑劑；(3)冷拉前道變形采用拉拔機將將軸承鋼盤圓在前道變形冷拉模具中冷拉為異型盤圓，前道冷拉變形量控制在7-10%，冷拉速度小于等于SOm/min，所述前道變形冷拉模具的半圓面朝上設置；(4)再結晶退火將異型盤圓升溫至680-700°C，保溫4-6小時后冷卻；(5)退火后表面預處理將異型盤圓表面酸洗后，上皮膜劑和潤滑劑；(6)冷拉成型采用拉拔機將異型盤圓在成型冷拉模具中冷拉成型為異型棒材成品， 該步驟中的冷拉變形量控制在30-45%，冷拉速度小于等于40m/min，所述成型冷拉模具的半圓面朝上設置。
2.如權利要求1所述的異型軸承鋼棒材的冷拔方法，其特征在于還包括步驟(7)矯直 使用水平軸和垂直軸對異型棒材成品進行矯直，控制其直線度< lmm/m。
3.如權利要求1或2所述的異型軸承鋼棒材的冷拔方法，其特征在于，所述步驟(1)中控制表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m。
4.如權利要求1或2所述的異型軸承鋼棒材的冷拔方法，其特征在于，所述步驟(2)和 (5)中采用硫酸酸液進行酸洗，所述硫酸酸液的成分為濃度為15-20wt%的硫酸，濃度為 3-6wt%的硫酸抑制劑，濃度為小于等于50g/L的硫酸亞鐵，酸洗溫度為50-70°C，酸洗時間為 5-8min。
5.如權利要求4所述的異型軸承鋼棒材的冷拔方法，其特征在于，所述步驟(2)和(5) 中所述皮膜劑的總酸度為35-45，游離酸度為5. 5-7. 0，皮膜劑浸漬溫度為70_85°C，浸漬時間為 5-10min。
6.如權利要求5所述的異型軸承鋼棒材的冷拔方法，其特征在于，所述步驟(2)和(5) 中所述潤滑劑的浸漬時間為4-5min，浸漬溫度為75_85°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異型軸承鋼棒材的冷拔方法，其包括下列步驟(1)表面剝皮；(2)表面預處理；(3)冷拉前道變形，前道冷拉變形量控制在7-10％，冷拉速度小于等于80m/min；(4)再結晶退火；(5)退火后表面預處理；(6)冷拉成型冷拉變形量控制在30-45％，冷拉速度小于等于40m/min。通過將現(xiàn)有的單道次冷拉拔改進為雙道次冷拉拔，實現(xiàn)杜絕冷拉拔過程中出現(xiàn)的異型軸承鋼棒材表面“拉毛”和“大刀彎”現(xiàn)象，提高棒材的成材率。
文檔編號B21C43/02GK102407242SQ20101028730
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權日2010年9月20日
發(fā)明者施惠琴, 湯飛 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司