[发明专利]一种轴承组件加工残余应力控制磁处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承制造技术，具体涉及一种轴承组件加工残余应力控制的磁处理方法。

背景技术

残余应力是零构件制造过程中受工艺作用影响而在内部产生的平衡外部因素残留作用的内应力。残余应力的存在容易引起零构件变形、开裂和机械性能下降，对零构件的尺寸稳定性和使用寿命有着明显的影响。套圈和滚动体是滚动轴承主要承载和最容易失效的核心组件，对轴承的精度和寿命有着决定性影响。轴承套圈和滚动体的加工工艺基本相似，通常都会经历成形（镦、锻、轧制）、热处理（淬火、回火）、切削（车削、磨削）等主要加工工艺，而这些工艺均会产生不同程度的残余应力，对后续加工质量控制和产品最终精度和性能产生不良影响。如：套圈和滚动体经塑性变形产生的残余应力过大，容易引起淬火大变形和开裂；经热处理产生的残余应力过大，容易引起切削表面损伤和微裂纹；磨削产生的残余拉应力保留至产品中，容易引起轴承服役过程精度变化失稳，导致工作寿命下降。因此，为了保证轴承尤其是精密轴承的可靠性和使用寿命，必须对轴承组件加工残余应力进行有效控制，制约其不良影响。然而，目前轴承套圈和滚动体实际生产中对加工残余应力并不够重视，没有针对性的残余应力处理工艺，淬火残余应力通常通过回火处理，而切削残余应力则没有考虑，加工残余应力通常无法有效控制在较低水平以削弱或消除其不良影响，尤其对于精密、重载、大型轴承组件加工，由于加工残余应力不能有效控制，直接对最终轴承可靠性和使用寿命产生严重的遗传危害。

发明内容

针对上述现状，本发明的目的在于提供一种轴承组件加工残余应力控制磁处理方法，该方法通过磁处理，可有效降低轴承组件加工残余应力，提高产品尺寸精度和组织性能稳定性，保障轴承可靠性和寿命。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种轴承组件加工残余应力控制磁处理方法，其特征包括如下步骤：

（1）热处理后的轴承组件（轴承组件为：轴承套圈、滚动体）磁处理

对热处理后（即淬火、回火后）的轴承套圈或滚动体进行磁处理，利用变频调压电源产生交流励磁电流，通过磁处理装置，由励磁线圈绕组和铁芯构成的磁化器产生低频交变磁场，磁处理参数根据以下方法确定：

① 所施加的磁感应强度应能使轴承组件（即轴承套圈、滚动体）的材料内部接近或达到饱和磁化状态，通过测量磁滞回线确定其对应的磁场峰值磁饱和强度，对于轴承组件的材料（通常为GCr15轴承钢），磁饱和强度范围为1.2～2.5T；

② 磁场频率取值范围为1～10Hz；

③ 磁处理时间范围为60～180s；

将轴承套圈或滚动体固定在夹具上之后，采用上述磁处理工艺参数对其进行磁处理；

（2）磨削后的轴承组件（轴承组件为：轴承套圈、滚动体）磁处理

对磨削后的轴承套圈或滚动体进行磁处理，利用变频调压电源产生交流励磁电流，通过磁处理装置，由励磁线圈绕组和铁芯构成的磁化器产生低频交变磁场，磁处理参数根据以下方法确定：

① 所施加的磁感应强度应能使轴承组件（即轴承套圈、滚动体）的材料内部接近或达到饱和磁化状态，通过测量磁滞回线确定其对应的磁场峰值磁饱和强度，对于轴承组件的材料，磁饱和强度范围为1.2～2.5T；

② 磁场频率取值范围为1.5～4Hz；

③ 磁处理时间范围为90～120s；

将轴承套圈或滚动体固定在夹具上之后，采用上述磁处理工艺参数对其进行磁处理。

所述的磁处理装置包括磁化器、夹具4；磁化器由励磁线圈绕组3和U型的铁芯2构成，U型的铁芯2处设有励磁线圈绕组3，励磁线圈绕组3由电源线与变频调压电源的输出端相连；夹具4通过螺栓与磁化器的铁芯2的上部固定，夹具4上设有螺孔，螺孔位于铁芯2的上方，顶紧螺栓5的下端旋过螺孔，顶紧螺栓5的下端通过垫圈6将试样（即轴承套圈或滚动体）7压于铁芯2的上端（试样放置于铁芯2的上端，试样上放有垫圈6）。