[发明专利]高档轿车用三代轮毂轴承专用钢球

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承用钢球，具体是高档轿车用三代轮毂轴承专用钢球。

背景技术

毂轴承在汽车上是一个非常重要的零部件，传统的汽车车轮用轴承是由2套圆锥滚子轴承或者球轴承组合而成的。它负担着降低底盘运转时的摩擦阻力，维持汽车正常行驶的重任。若轮毂轴承出了故障，可能会引起噪音、轴承发热等的现象，尤其是前轮更为明显，容易导致方向失控等危险现象。所以，轮毂轴承必须按期进行维护。 

随着汽车工业的不断发展进步，人们对汽车的性能要求越来越高，对汽车的稳定性和安全性、可靠性越来越高。这就对轿车用的各类零件提出了更高的要求，其中汽车轮毂更是首当其冲的关键核心部件。

随着技术的发展，轿车已经广泛使用轿车轮毂单元，该单元的使用范围、使用量正呈现日益增长的趋势，为了适应当今市场需求，性能更优越，寿命更长，安全性更好，使用更可靠的第三代轿车轮毂应运而生。 

以下对三代轿车轮毂进行对比：

第一代：由双列角接触轴承组成。 

第二代：在外滚道上有一个用于将轴承固定的法兰，可简单的将轴承套到轮轴上用螺母固定。使得汽车的维修变的容易。

第三代：采用了轴承单元和防抱刹系统ABS相配合。轮毂单元设计成有内法兰和外法兰，内法兰用螺栓固定在驱动轴上，外法兰将整个轴承安装在一起。

轿车轮毂单元轴承钢球的性能指标：精度等级达G5级，优于国际同类产品G10级；最为重要的是涉及到汽车整车可靠性及安全性，第三代轿车轮毂专用钢球对性能的要求更高。

发明内容

本发明的主要任务在于提供一种高档轿车用三代轮毂轴承专用钢球，具体是一种耐磨损、高精度、高可靠性、长寿命、低噪音的高档轿车用轮毂轴承专用钢球。

   为了解决以上技术问题，本发明的一种高档轿车用三代轮毂轴承专用钢球，其特征在于：所述钢球圆度为0.13um,硬度为64-64.5HRC,单粒硬度粒差为0.5HRC，批硬度差为0.8HRC, 残余奥氏体8-12%，应力为800-1200Mpa、半价幅75-200Mpa，强化层0.8-1.2mm，金相组织2-3级  。

   为了实现上述的钢球，本发明是这样制造的：一种高档轿车用三代轮毂轴承专用钢球的工艺，主要由以下步骤构成：按照原材料检验合格后高速冷墩成型、热酸洗、光磨、去应力退火、前清洗、可控气氛热淬火处理、低温冷处理、 回升至室温后进行第一次回火、硬磨、进行表面强化处理、初研、清洗、抛光、外观、100%涡流探伤、精研、清洗外观、精研、成品检验、卸球、清洗、表面光电外观两次，抽检表面质量、涂油、计数包装；其特征在于：所述轴承钢钢球淬火是采用一种不完全淬火工艺，采用可控气氛热淬火处理必须是用99.5%氮气作为保护气氛淬回火工艺，另外同时还将甲醇和丙烷按单位时间消耗比为20—30ml/h：150—200 ml/h的比例通入炉膛形成1000Mpa的正压，在炉膛内达到1.00%左右的碳势进行钢球热处理；淬火后应立即进行低温冷处理：冷处理的工艺温度为-40～-30℃，冷处理时间为150-200分钟，待冷处理后的钢球恢复至室温后，立即进入一次回火阶段；回火温度为160-170℃，保温时间为240-270分钟；在所述硬磨工艺后增加第二次回火工艺，所述第二次回火温度为150±5℃，回火时间为210-240分钟；所述第二次精研采用超细粒度8000#树脂砂轮加工。

本发明的优点在于：目前国内市场上的轿车专用轴承钢球在选用原材料的材质是普通GCr15轴承钢，氧含量都在8-12PPM，从钢球加工工序为低速冷墩成型工艺和光磨工序、表面强化处理工艺上还是80年代的传统。原材料采用普通GCr15轴承钢，其材料质量差、含氧量高，夹杂物多，钢的寿命较低，在球坯成型工艺上，就是直接采用低速冲压，开式切料方式将原材料制成圆形的带环带、带有极柱且是位移偏差又大的球坯，其钢球成型质量不稳定，且球坯环带大，材料损耗大，使用模具更换频次高，生产费用偏高。该加工方法的球坯成型过程及包括热处理淬火、回火工艺，不能改善材料的塑性和改变多种叠加的磨削应力状态，使产品容易出现早期疲劳、剥落、甚至开裂。传统钢球无二次稳定回火，和超低温冷处理工艺，在钢球表面强化处理方面，利用机械方法在一个封闭式直径为1.2米左右的强化桶内，通过强化桶的提升斗，将钢球提升到桶的最高点再落到桶的最低处进行一定的撞击，钢球表面形成一定的强化层，其强化后的硬度落差大，残余应力大小分布不均匀，强化层深度或浅或深。

具体实施方式