[发明专利]0.68mm无磁合金球制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种0.68mm无磁合金球制造工艺。

背景技术

轴承是各行各业运用非常广泛的机械配件，从小到家庭的导轨、电脑主机，大到飞机、轮船都离不开它，在军事工业和航天航空领域，同样少不了它。现在轴承越做越小，甚至过去手表中使用的“钻”用轴承代替了。而我们要开发的这个0.68mm球，也属于极小型球。这个球还有一个特点，即没有磁性，是使用在导弹和卫星中的定向陀螺仪中，因为没有磁性，所以不会受地球磁场的影响，不会影响到定位精度。

过去，应用在导弹卫星等定位系统的无磁轴承，都是采用铍青铜加工，但这存在两个问题：1、铍青铜有毒，尤其加工中会产生有毒气体，很不环保。2、铍青铜通过固溶和时效处理，其硬度可达HRC35，但与Ocr40Ni55Al3材料相比，后者经固溶和时效处理后，其硬度能达HRC56，远高于铍青铜，使用寿命大大延长，尤其现在卫星的使用寿命已达7-15年，用铍青铜制造的轴承，已不适应，所以Ocr40Ni55Al3材料成了铍青铜的理想替代品。Ocr40Ni55Al3材料为国家最新开发的一种无磁合金材料，首先，相对于奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti而言，前者能作热处理，它的硬度能达到HRc56，而奥氏体不锈钢不能进行热处理，所以它的硬度约为HRC20多度，第二，硬的材料加工精度(理想)远远超过软的材料，一般1Cr18Ni9Ti材料只能做低于GB308-2002钢球标准中G100球，而用户要求是G10球。第三，OcrNi55Al3材料的特性韧而硬，加工难度非常大，国内基本上无厂家敢接此产品(材料价格高达2000元/kg，球直径只有0.68mm，精度要求G10)。

钢球制造企业的工艺和加工设备多基本一致，其工艺和设备为：

冷镦(A-148、дp-5、A-142、A-141)→；锉球(Mщ-32)→软磨(Mщ-33)→热处理(Б-30，Б-70自制空气回火炉)→硬磨(Mщ-33)→研磨(Mщ-33，Bщ-22)→抛光(倾斜式串桶)→分选(Aщ类分选机)→人工外观→涂油包装。

微小型钢球工艺流程：

成型→锉削→软串(卧式串桶)→软研→热处理→硬研→抛光→人工外观→分选→涂油包装

上述工艺由于材料及制造工艺均较为复杂，其技术还停留在小批量生产阶段，成品质量不能满足，不合格率高，不能满足国防工业的需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种成品质量稳定、合格率高，能批量生产，满足国防工业需求的0.68mm无磁合金球制造工艺。

本发明的0.68mm无磁合金球制造工艺，依次包括如下步骤：

1)、原材料检验：依据化学成份，对材料进行化学分析，并对材料表面质量进行检验，去除不良部分；

2)、切料：选用中速冷镦机切料，由于其韧性好，如刀钝，则极容易出现切料毛刺，选取切料的刀要锋利，加工中要不断检查料坯情况，及时修整刀具，切料长度为1.05D；

3)、光球：此工序是用XX-016光球机通过两块直径680mm的高硬度的CRMoCu合金铸铁板之间高速旋转加挤压，通过表面疲劳切削，使钢丝圆柱体段料逐步成圆的过程。由于此材料交货状态是进行了1200℃水淬，材料质地不太软，光球不采用陪客球，但光球压力控制在0.5atm左右，转速110rpm，水冷却，由于韧性好，其光球速度低于GCr15及9Cr18，冷却水量较后者要大。装球量为见槽底。

4)、热处理：将光球后的坯料送入真空炉做时效处理，将真空炉内的温度保持至650℃并保温6小时，出炉风冷；

5)、清洗、烘干：采用抛光桶清洗，加入氢氧化钠、氧化镁，时间为2小时，然后清水冲净，采用热风机吹干、分选，分选时采用滚轴式分选仪进行尺寸分选，保证球坯中无大小球及坏球，批直径变动量控制在0.02mm以内；

6)、硬研：此工序主要是修正钢球的几何形状，研磨去光球工序所产生的表面疲劳层及热处理所产生的氧化层，由于材料的特殊性，一般磨料对其研磨量很小，所以现采用碳化硅进行硬研，磨剂采用精研液，硬研分段进行，前采用粒度为220#，在余量存0.10mm时改用600#，以保证其表面质量。

7)、硬研盘加工：由于合金球小，精度要求高，加工中换盘次数多，为了保证其可靠性，我们多次进行试验，最后发明了不同于常规的磨盘加工方法，采用了深沟小槽距，沟型角75度，槽距为球径上再加上0.5mm，沟深为球径的80％，采用Φ360钢球机床加工，转速50rpm，压力为配重10kg。