本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)體毛坯的制作方法，具體涉及一種利用機(jī)器人自動(dòng)化模壓制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變槳軸承用軸承鋼滾動(dòng)體毛坯的方法。
背景技術(shù)：
：風(fēng)電是可再生的清潔能源，國(guó)家也在逐步提高清潔能源在能源消費(fèi)總量中的比例。據(jù)有關(guān)資料顯示，全球范圍內(nèi)每年的裝機(jī)容量在30GW左右，目前常用的風(fēng)機(jī)功率在1.0～6MW,分陸上和海上風(fēng)機(jī)兩類，設(shè)計(jì)壽命20年內(nèi)免維護(hù)。其中偏航軸承和變槳軸承是風(fēng)機(jī)中的關(guān)鍵部件，在惡劣的工況條件下工作，要承受很大的傾覆力矩，而軸承內(nèi)的滾動(dòng)體-鋼球是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。要保證鋼球性能的一致性、組織的均勻性、使用的可靠性和安全性，傳統(tǒng)的滾動(dòng)體制坯工藝是無法滿足要求的。偏航和變槳軸承所用鋼球?qū)儆诖笮弯撉颍?guī)格一般是直徑40～82.55毫米，傳統(tǒng)的制坯工藝有以下缺點(diǎn)：1、用空氣錘鍛造，球形誤差大，脫碳層深，終鍛溫度不易控制，內(nèi)在組織不均勻，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低；2、用沖床沖壓，有切環(huán)帶的工序，材料損耗大，徑向的鍛造流線遭到破壞，接觸疲勞壽命降低；3、熱軋工藝，熱軋工藝生產(chǎn)的球坯雖然沒有環(huán)帶，鍛造流線也合理，生產(chǎn)效率也高，但該工藝存在曼內(nèi)斯曼效應(yīng)，控制不好的話，球坯心部易發(fā)生微裂紋或疏松組織，因此應(yīng)用場(chǎng)合要求高可靠性的鋼球不推薦用熱軋工藝制坯。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述存在的技術(shù)不足，本發(fā)明的目的是提供一種利用機(jī)器人自動(dòng)化模壓制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變槳軸承用軸承鋼滾動(dòng)體毛坯的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變槳軸承用軸承鋼滾動(dòng)體毛坯的制作方法，它包括以下步驟：(a)對(duì)軸承鋼棒材進(jìn)行切割成段，加熱至850～1100℃后送入第一個(gè)工位壓力機(jī)中進(jìn)行鐓粗，然后再送入第二個(gè)工位壓力機(jī)進(jìn)行成型；(b)將成型后的產(chǎn)品用液體介質(zhì)冷卻到550～700℃，出液后繼續(xù)鼓風(fēng)冷卻至200～350℃；隨后進(jìn)行堆冷；(c)將步驟(b)得到的產(chǎn)品移入球化退火爐中，將所述球化退火爐抽真空并充入氮?dú)?，加熱?80～810℃保溫2～5小時(shí)，同時(shí)滴注丙烷控制所述球化退火爐內(nèi)碳勢(shì)；(d)將步驟(c)得到的產(chǎn)品冷至690～730℃進(jìn)行等溫球化，保溫5～10小時(shí)后，以≤25℃/h的速度冷卻至620℃以下，出爐空冷。優(yōu)化地，步驟(c)中，先用天然氣加熱到450～500℃，再進(jìn)入預(yù)抽真空充入氮?dú)夂蟮碾娂訜釥t膛內(nèi)加熱至780～810℃。優(yōu)化地，步驟(c)中，滴注丙烷控制所述退火爐內(nèi)碳勢(shì)使產(chǎn)品的全脫碳層深度在0.06mm以內(nèi)(車光件測(cè)量，不包括工件原始脫碳)。優(yōu)化地，步驟(d)中，以50～80℃/h的速度冷卻至690～730℃進(jìn)行等溫球化。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明利用機(jī)器人自動(dòng)化模壓制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變槳軸承用軸承鋼滾動(dòng)體毛坯的方法，通過對(duì)鐓粗成型后的產(chǎn)品采用控鍛控冷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了軸承鋼材料的奧氏體晶粒度和碳化物顆粒尺寸的雙細(xì)化處理，產(chǎn)品的抗回火穩(wěn)定性顯著提高，沖擊韌性和接觸疲勞壽命大幅度提高。網(wǎng)狀碳化物級(jí)別可以控制在2級(jí)以下；產(chǎn)品內(nèi)在組織的均勻性、一致性得到提高，從而保證了主機(jī)設(shè)備的安全可靠。具體實(shí)施方式本發(fā)明利用機(jī)器人自動(dòng)化模壓制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變槳軸承用軸承鋼滾動(dòng)體毛坯的方法，它包括以下步驟：(a)對(duì)軸承鋼棒材進(jìn)行切割成段，加熱至850～1100℃后送入第一個(gè)工位壓力機(jī)中進(jìn)行鐓粗，然后再送入第二個(gè)工位壓力機(jī)進(jìn)行成型；具體是將經(jīng)檢驗(yàn)合格的軸承鋼棒材放置在料架上，拆捆后由圓鋸機(jī)自動(dòng)下料，然后進(jìn)行稱重分選，再將分選后的料段送進(jìn)中頻加熱爐進(jìn)行加熱，溫度達(dá)到850～1100℃后送入第一個(gè)工位壓力機(jī)中進(jìn)行鐓粗，然后再送入第二個(gè)工位壓力機(jī)進(jìn)行成型；速度可實(shí)現(xiàn)6-7件/分鐘(適用于直徑為55～85mm的球坯)。在該熱鐓機(jī)設(shè)備上可同步實(shí)現(xiàn)切料，鐓粗，成型沖孔的工藝。(b)將成型后的產(chǎn)品用液體介質(zhì)冷卻到550～700℃，出液后繼續(xù)鼓風(fēng)冷卻至200～350℃；隨后進(jìn)行堆冷；具體是將鍛后的產(chǎn)品由頂出機(jī)構(gòu)頂出模具，然后由機(jī)械手夾持快速輸送到控制冷卻裝置內(nèi)，先用液體介質(zhì)(水或現(xiàn)有的專用冷卻液)冷卻到550～700℃，再經(jīng)過提升機(jī)輸送到鏈板式冷卻裝置內(nèi)繼續(xù)鼓風(fēng)冷卻，到200～350℃后收集到流轉(zhuǎn)箱進(jìn)行堆冷，利用余熱實(shí)現(xiàn)自回火，減少鍛件的應(yīng)力。(c)將步驟(b)得到的產(chǎn)品移入球化退火爐中，將所述球化退火爐抽真空并充入氮?dú)?，加熱?80～810℃保溫2～5小時(shí)，同時(shí)滴注丙烷控制所述球化退火爐內(nèi)碳勢(shì)，實(shí)現(xiàn)光亮退火的目的(指后續(xù)的車光件測(cè)量全脫碳層控制在0.06毫米以內(nèi)，不包括工件原始脫碳)；退火爐結(jié)構(gòu)形式選用輥底式，加熱采用燃?xì)饧訜岷碗娂訜釓?fù)合加熱形式，首先天然氣加熱到450～500℃，然后進(jìn)入電加熱的爐膛內(nèi)加熱到780～810℃。(d)將步驟(c)得到的產(chǎn)品以50～80℃/h的速度冷至690～730℃進(jìn)行等溫球化，保溫5～10小時(shí)后，以≤25℃/h的速度冷卻至620℃以下，出爐空冷。本方法中升溫和冷卻的速度快慢通常對(duì)產(chǎn)品最終性能影響很小。下面結(jié)合所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作以下詳細(xì)描述：實(shí)施例1本實(shí)施例提供一種利用機(jī)器人自動(dòng)化模壓制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變槳軸承用軸承鋼滾動(dòng)體毛坯的方法，它包括以下步驟：(a)將經(jīng)檢驗(yàn)合格的軸承鋼棒材放置在料架上，拆捆后由圓鋸機(jī)自動(dòng)下料，然后進(jìn)行稱重分選，再將分選后的料段送進(jìn)中頻加熱爐進(jìn)行加熱，溫度達(dá)到850℃后送入第一個(gè)工位壓力機(jī)中進(jìn)行鐓粗，然后再送入第二個(gè)工位壓力機(jī)進(jìn)行成型(常規(guī)壓力)；制得的產(chǎn)品基本無飛邊(這樣能提高材料的利用率，提高3～5％)，去除了切環(huán)帶的工序，既節(jié)省原材料，又減少了對(duì)鍛造流線的破壞，提高鋼球的接觸疲勞壽命；(b)鍛后的產(chǎn)品由頂出機(jī)構(gòu)頂出模具，然后由機(jī)械手夾持快速輸送到控制冷卻裝置內(nèi)：先用液體介質(zhì)冷卻到550℃，再經(jīng)過提升機(jī)輸送到鏈板式冷卻裝置內(nèi)繼續(xù)鼓風(fēng)冷卻，到200℃后收集到流轉(zhuǎn)箱進(jìn)行堆冷，利用余熱實(shí)現(xiàn)自回火，減少鍛件的應(yīng)力；(c)將步驟(b)得到的產(chǎn)品移入退火爐中，預(yù)抽真空氮?dú)獗Ｗo(hù)，滴注丙烷控制爐內(nèi)碳勢(shì)，實(shí)現(xiàn)光亮退火的目的；退火爐結(jié)構(gòu)形式選用輥底式，加熱采用燃?xì)饧訜岷碗娂訜釓?fù)合加熱形式：首先天然氣加熱到450℃，然后進(jìn)入電加熱的爐膛內(nèi)加熱到780℃保溫4小時(shí)，使得全脫碳層控制在0.06毫米以內(nèi)；由于脫碳層深度顯著減小，這樣鍛件余量設(shè)計(jì)比原工藝壓縮了15～20％，提高了材料利用率，顯著降低下道工序的加工成本；(d)將步驟(c)得到的產(chǎn)品快冷(60℃/h)至690℃進(jìn)行等溫球化，保溫6.5小時(shí)后，以≤25℃/h的速度冷卻至620℃以下，出爐空冷。實(shí)施例2本實(shí)施例提供一種利用機(jī)器人自動(dòng)化模壓制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變槳軸承用軸承鋼滾動(dòng)體毛坯的方法，它與實(shí)施例1中的步驟基本一致，不同的是具體加熱、退火等的溫度不一致，具體為：步驟(a)中，溫度達(dá)到1100℃后送入第一個(gè)工位壓力機(jī)中進(jìn)行鐓粗；步驟(b)中，將成型后的產(chǎn)品用液體介質(zhì)冷卻到700℃，繼續(xù)鼓風(fēng)冷卻至350℃；隨后進(jìn)行堆冷；步驟(c)中，首先天然氣加熱到500℃，然后進(jìn)入電加熱的爐膛內(nèi)加熱到810℃保溫4小時(shí)；(d)將步驟(c)得到的產(chǎn)品快冷(50℃/h)至730℃進(jìn)行等溫球化，保溫5小時(shí)后，以≤25℃/h的速度冷卻至620℃以下，出爐空冷。實(shí)施例3本實(shí)施例提供一種利用機(jī)器人自動(dòng)化模壓制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變槳軸承用軸承鋼滾動(dòng)體毛坯的方法，它與實(shí)施例1中的步驟基本一致，不同的是具體加熱、退火等的溫度不一致，具體為：步驟(a)中，溫度達(dá)到950℃后送入第一個(gè)工位壓力機(jī)中進(jìn)行鐓粗；步驟(b)中，將成型后的產(chǎn)品用液體介質(zhì)冷卻到600℃，繼續(xù)鼓風(fēng)冷卻至300℃；隨后進(jìn)行堆冷；步驟(c)中，首先天然氣加熱到480℃，然后進(jìn)入電加熱的爐膛內(nèi)加熱到800℃保溫4小時(shí)；(d)將步驟(c)得到的產(chǎn)品快冷(80℃/h)至700℃進(jìn)行等溫球化，保溫10小時(shí)后，以≤25℃/h的速度冷卻至620℃以下，出爐空冷。對(duì)實(shí)施例1至3中制得的滾動(dòng)體毛坯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如表1所示。表1實(shí)施例1至3中制得的滾動(dòng)體毛坯的性能數(shù)據(jù)沖擊韌性(ak值J/cm2)碳化物平均尺寸(μm)網(wǎng)狀組織實(shí)施例1410.352級(jí)實(shí)施例238.10.432級(jí)實(shí)施例338.60.412級(jí)上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3