[发明专利]一种冷轧轴承套圈微观缺陷修复的脉冲电流处理方法

说明书

本发明公开了一种冷轧轴承套圈微观缺陷修复的脉冲电流处理方法，包括以下步骤：S10、提供一能够产生脉冲电流的脉冲电流发生装置；S20、根据轴承套圈的尺寸参数和电流密度设置脉冲峰值电流；S30、将轴承套圈放置于脉冲电流发生装置中，使脉冲电流通过轴承套圈的方向平行于轴承套圈的轴向，启动脉冲电流发生装置，对轴承套圈施加60个及以上电脉冲作用，单个电脉冲作用的时间为0.01～1s，每施加完一次电脉冲作用后间歇0.1s～1s；S40、断开脉冲电流发生装置，待轴承套圈冷却至室温，取出轴承套圈即完成其内部微观缺陷的修复。本发明有效消除冷轧轴承套圈大变形所引入的微观缺陷，改善应力分布，从而显著提升冷轧轴承套圈的强度和服役寿命。

技术领域

本发明属于轴承制造技术领域，具体涉及一种用于修复冷轧轴承套圈微观缺陷的脉冲电流处理方法。

背景技术

轴承作为轨道交通、高速机床、航空发电机等重大装备的关键零部件，决定着整个装备制造业整体的发展水平。轴承的基本结构由套圈(包含内圈和外圈)、滚动体和保持架三大组件组成，其中，套圈是轴承的主要承重和最容易失效的核心组件，其性能和精度对滚动轴承的服役寿命有着决定性影响。

冷轧是一项适用于轴承套圈成形的新工艺，由于其具有成形效率高、金属流线完整、组织致密等优点，在轴承套圈成形领域具有广阔的应用前景。然而，作为一种非均匀塑性变形工艺，冷轧成形过程会引起套圈局部应力集中，导致套圈在后续热处理过程中容易出现淬火变形及开裂等问题，从而降低了冷轧轴承套圈的成品率；另一方面，为了实现轴承套圈的成形，环形坯料通常要经历30％～50％的壁厚减薄率，在剧烈形变下，轴承套圈材料中硬质相碳化物与铁素体基体间会产生大量微裂纹和孔洞，这些微观缺陷会直接影响到轴承套圈的耐疲劳性能和服役寿命，从而严重限制了冷轧工艺在轴承领域的发展与应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于修复冷轧轴承套圈微观缺陷的脉冲电流处理方法，它通过采用合理的脉冲电流参数，利用电流的电子风效应，加速位错的运动和迁移，减少冷轧轴承套圈的局部应力集中；同时利用电流的局部焦耳热效应，使微裂纹或孔洞附近产生大幅度温升以及热压应力，促使微观缺陷愈合，从而有效地提升冷环轧轴承基体的强度和服役寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种用于修复冷轧轴承套圈微观缺陷的脉冲电流处理方法，所述轴承套圈采用冷轧工艺成形，该方法包括以下步骤：

S10、提供一能够产生脉冲电流的脉冲电流发生装置；

S20、设置脉冲峰值电流其中，R和r分别为轴承套圈的外径和内径，J为通过轴承套圈的脉冲电流密度，J的取值为1×10⁶A/m²～2×10⁶A/m²；

S30、将轴承套圈放置于脉冲电流发生装置中，使脉冲电流通过轴承套圈的方向平行于轴承套圈的轴向，启动脉冲电流发生装置，在常温下对轴承套圈施加60个及以上电脉冲作用，所述电脉冲作用的脉冲电流密度为1×10⁶A/m²～2×10⁶A/m²，单个电脉冲作用的时间为0.01～1s，每施加完一次电脉冲作用后间歇0.1s～1s；

S40、断开脉冲电流发生装置，待轴承套圈冷却至室温，取出轴承套圈即完成其内部微观缺陷的修复。

按上述技术方案，该方法还包括步骤S1：轴承套圈成形，先根据轴承套圈尺寸和壁厚减薄率设计套圈环坯尺寸，再采用热锻制坯工艺制备套圈环坯，最后采用冷环轧工艺实现套圈环坯的成形。

按上述技术方案，步骤S1中，轴承套圈的壁厚减薄率为30％～50％，冷环扎轧制比为1.2～1.5。