[发明专利]一种异型轴承钢棒材的冷拔方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属棒材的制造方法，尤其涉及一种轴承棒材的冷拔方法。

背景技术

GCr15铬轴承钢，是制造各类轴承的主要材料之一。GCr15轴承钢用于制造电机、机床、拖拉机、矿山通用机械上的滚动体或轴套。GCr15冷拉轴承钢棒材，有圆钢棒材、等边的六角异型轴承钢棒材，以及不等边的异型轴承钢棒材。单向滚动轴承是轴承类中的一种，广泛应用于纺织机械、食品机械、收割机、洗衣机、机床等设备中。单向滚动轴承中所使用的滚动体，就是异型轴承钢棒材中的一种。

单向滚动轴承中滚动体使用的异型轴承钢棒材，其冷拔异型轴承钢棒材“表面质量”必须达到：表面不得有裂纹、折迭、结疤、麻点等缺陷，公差精度h7以上，脱碳层≤0.03mm，冷拉后直线度≤1mm/m。

目前，单向滚动轴承用冷拔异型轴承钢棒材的制备，其常规生产工艺流程为：冶炼+精炼+真空脱气锭热送(或冷送)→初轧开坯→轧制盘卷(热轧+球化退火热处理)生产→冷加工工艺(冷拉→矫直→磨光→冷拉成型)→检验和入库。其中冷拉的具体工艺技术是：将钢材从冷拉模具中穿过，利用拉拔力使得钢材产生塑性变形，达到所需求的尺寸。

采用上述异型轴承钢棒材的冷拔方法生产的单向滚动轴承用异型棒材，主要缺点是：异型棒材的成材率较低，仅为58％左右，成品表面经常出现拉毛的现象(磨光后的棒材，由于表面光洁度的提高，表面润湿剂的附着力下降，在冷拉变形放热后，润滑系统被破坏，冷拉棒材与冷拉模具发生粘连，咬合产生拉毛)；此外，冷拉棒材出现无法进行矫直的大刀弯曲(在塑性变形过程中，金属的流向是按最小阻力方向移动，冷拉过程中从圆钢棒材变成异型棒材时，出现了应力分布的不均，出现了无法进行矫直的大刀弯曲，直线度达不到要求，发生成型后的矫直弯曲现象)，导致棒材直线度无法达到要求。

对于上述缺陷，现有技术采用涂石灰烘烤工艺来消除棒材表面的拉毛现象，并通过矫直时对钢材增加压下量方法来消除大刀弯曲，但是均不能达到正常生产的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种异型轴承钢棒材的冷拔方法，其用于单向滚动轴承用异型轴承钢异型棒材的生产，使用该方法对异型轴承钢棒材进行冷拔应当避免其冷拔过程中发生的“拉毛”和“大刀弯”现象，从而提高成品的成材率，满足单向滚动轴承用冷拔异型轴承钢棒材的生产要求。

根据上述发明目的，本发明提供了一种异型轴承钢棒材的冷拔方法，其包括下列步骤：

(1)表面剥皮：将轴承钢盘圆进行表面剥皮，去除表面缺陷、表面脱碳；由于现有的连续拉拔机采用的在线喷丸法会损伤轴承钢表面，因此为了配合本技术方案，发明人采用了表面剥皮工艺，经过该剥皮工艺处理后的轴承钢盘圆，其表面无氧化皮等缺陷，非常光洁，大大优于目前一般的轴承钢盘圆表面质量。

(2)表面预处理：将经过剥皮的轴承钢盘圆表面酸洗后，上皮膜剂和润滑剂；该步骤是为了尽可能减小拉拔过程中的摩擦系数，以降低拉拔时的变形抗力。

(3)冷拉前道变形：采用拉拔机将将轴承钢盘圆在前道变形冷拉模具中冷拉为异型盘圆，前道冷拉变形量控制在7-10％，冷拉速度小于等于80m/min，所述前道变形冷拉模具的半圆面朝上设置；

(4)再结晶退火：将异型盘圆升温至680-700℃，保温4-6小时后冷却；

(5)退火后表面预处理：将异型盘圆表面酸洗后，上皮膜剂和润滑剂；

(6)冷拉成型：采用拉拔机将异型盘圆在成型冷拉模具中冷拉成型为异型棒材成品，该步骤中的冷拉变形量控制在30-45％，冷拉速度小于等于40m/min，所述成型冷拉模具的半圆面朝上设置。将冷拉变形量控制在30-45％是发明人在对轴承钢盘圆进行塑性指标检测分析的基础上，结合冷变形量理论，同时结合通过大量试验得到的修正值，而最终得到的结果。

优选地，所述异型轴承钢棒材的冷拔方法还包括步骤(7)矫直：使用水平轴和垂直轴对异型棒材成品进行矫直，控制其直线度≤1mm/m。

优选地，所述步骤(1)中控制表面粗糙度Ra≤0.8μm。

优选地，所述步骤(2)和(5)中采用硫酸酸液进行酸洗，所述硫酸酸液的成分为：浓度为15-20wt％的硫酸，浓度为3-6wt％的硫酸抑制剂，浓度为小于等于50g/L的硫酸亚铁，酸洗温度为50-70℃，酸洗时间为5-8min。

优选地，所述步骤(2)和(5)中所述皮膜剂的总酸度为35-45，游离酸度为5.5-7.0，皮膜剂浸渍温度为70-85℃，浸渍时间为5-10min。