42CrMo轴承套圈毛坯的铸辗复合工艺

2013-07-21王明礼

轴承 2013年12期

王明礼

(洛阳LYC轴承有限公司技术中心，河南洛阳 471039)

目前，轴承行业多采用42CrMo钢制环形锻件作为特大型轴承套圈的毛坯，轴承环形锻件的加工工艺流程为：炼钢→铸锭→切除铸锭帽口和尾部→铸锭加热→锻造→镦饼→扩孔→二次加热→辗扩。锻件毛坯的加工工序多，成本高。为减少毛坯的加工工序，降低生产成本，采用铸环件+辗扩的铸辗复合成形工艺代替原工艺。采用常规的冶炼和浇注工艺浇注成环形铸件，再将环形铸件辗扩加工成轴承套圈的毛坯，然后对其进行正火和调质处理，使其获得能够符合技术要求的力学性能。

1 工艺流程

采用铸辗复合工艺生产特大型轴承套圈毛坯的加工工艺流程为：冶炼→铸造(铸成环形铸件)→铸环件加热→辗扩→正火→车加工→调质处理。

1.1 冶炼

(1)冶炼方法：电弧炉冶炼。

(2)加料系数：1.184(每吨铸件需要加废铁料的比例，不含合金元素量)。

(3)合金元素配比：Mo 5 kg/t，Cr 18 kg/t，Si 5.5 kg/t，Mn 12 kg/t，Al 1.2～1.5 kg/t。

(4)冶炼温度：1 680～1 700 ℃。

(5)冶炼时间：3.5～4 h。

(6)炉料充分熔化后进行炉前快速分析，测量并调整钢液的化学成分，钢液的化学成分应符合表1的要求。

表1 ZG42CrMo钢液的化学成分 w，%

(7)钢液化学成分调整合格后，将冶炼炉中的钢液倒入钢包中。

(8)将漂浮在钢包上面的渣清除，然后采用便携式测温仪测量钢水温度，将钢液温度静置到1 550～1 560 ℃，冶炼的钢水浇铸前镇静时间不低于3 min。

1.2 铸造

(1)型砂配方：水玻璃7%～9%，膨润土1%～1.5%，其余为石英砂。

(2)型砂混制工艺：用混砂机混制，干石英砂加膨润土后，干混8～10 min，然后加入水玻璃，混合10～15 min,出砂造型。

(3)造型：型砂混合好后应立即按工艺要求造型，以免型砂硬化。

(4)浇注温度：1 550～1 560 ℃。

(5)浇注速度：65～70 kg/s。

(6)浇注时间：约15 s(根据铸件大小而定)。

(7)保温时间:铸件带砂型保温22 h。

(8)待铸环件冷却到400～500 ℃时切割浇冒口。

1.3 辗扩

将铸环件加热至1 150 ℃，加热速度为150℃/h，保温时间4～5 h后进行辗扩，辗环机轴向轧制力为0～200 t，径向轧制力为0～250 t。

1.4 正火

为细化辗扩件的组织，应对其进行正火处理，正火工艺为：以30～70 ℃/h的加热速度升温至(650±5) ℃，保温1 h，再以50～100 ℃/h的速度升温至860～880 ℃，保温8～9 h后出炉风冷，工艺曲线如图1所示。

图1 正火工艺曲线

1.5 调质

为了确保特大型轴承的力学性能，对辗扩件进行调质处理，调质处理的工艺路线为：以30～70 ℃/h的加热速度升温至(650±5) ℃，保温1 h，再以50～100 ℃/h的速度升温至(840±5) ℃，保温2.5 h后出炉淬火。淬火后及时(2 h内)进行回火，工件在回火炉中以30～70 ℃/h的加热速度升温至(580±5) ℃，保温6 h出炉空冷。工艺曲线如图2所示。