[发明专利]方法、环和轴承

说明书

技术领域

本发明涉及用于由钢制造例如轴承环的部件的方法。本发明还涉及环以及包括该环的轴承。

背景技术

锻造是涉及使用局部压缩力来成形金属的工艺。随着金属在锻造工艺中成形，其内部微粒(grain)变形以遵循该部件的总体形状。因此，该微粒在该部件的各个部分上是连续的，产生具有改进的强度特征的工件。钢几乎总是热锻的，这是因为热锻可防止冷锻会造成的加工硬化，加工硬化将增加在工件上执行二次机加工操作的难度。需要高温炉来加热钢锭或者钢坯，并且大型锻锤、压力机和/或金属成形模用于压缩锭或者坯。

可以由锻造的锭或者坯生产钢条(steel bar)，并且这种钢条可以用于制造环。也就是说，钢条可以形成为环，并且环的端部可以通过闪光对接焊焊接在一起。闪光对接焊是用于接合金属轨道、杆、链或者管的节段的电阻焊接技术，其中，将各节段的端与端对齐并且进行电子充电以产生电弧，电弧熔化并焊接各节段的端部，产生异常坚固和光滑的接头(joint)。

闪光对接焊电路通常包括低压高电流能量源(通常是电焊变压器)以及两个夹紧电极。待焊接的两个节段被夹紧在电极上，逐渐靠拢直到二者相接并轻微接触。变压器通电会引起高强度电流流过彼此接触的各区域。闪光开始，并且各节段以足够的力和速度锻接在一起从而保持闪光活动。当已经在待焊接的两个边缘上建立热梯度之后，迅速施加顶锻(upset force)力以完成焊接。该顶锻力将熔渣、氧化物和熔融金属从焊接区压出，将焊接淤积(welding accretion)留在受热金属的较冷区域。然后，该接头得以在夹钳被打开以释放焊接物体之前稍微冷却。根据需要，焊接淤积可以被留在适当位置或者在焊接物体仍然是热的时候通过剪切被移除或者通过研磨被移除。

发明内容

本发明的目的是提供用于由钢制造待进行闪光对接焊的部件的改进方法。

该目的通过包括对收缩率(reduction ratio)大于5：1的钢进行闪光对接焊的步骤的方法实现。

本文中“收缩率”的表述指的是在例如通过锻造而由钢坯板、钢块或钢坯生成钢或者通过切割而由锻造钢坯板、钢块或钢坯生成钢的过程中的面积压缩程度。在金属锻造中，收缩率可以通过用锻造之前的金属横截面面积除以锻造之后的横截面面积而计算得到。发明人已经发现，当制造待进行闪光对接焊的部件时，与不使用高收缩率材料的情况相比，使用了高收缩率材料(即，收缩率大于5：1的材料)的组合改进了部件的机械特性。例如，与收缩率小于5：1的轴承环相比，使用根据本发明的一个实施例的方法制造的轴承环的滚动接触疲劳得到改善。

根据本发明的一个实施例，该部件是环，并且该方法包括将至少一个钢条成形为至少一个环形段的步骤以及对该至少一个环形段的端部进行闪光对接焊以制成环的步骤，由此，该至少一个钢条的收缩率大于5：1。因此，由单个环形段构成环：一旦该环形段的端部已经被闪光对接焊在一起，则该单个环形段构成整个环。可替换地，由多个环形段构成环：每个环形段构成环的一部分，由此，一旦邻接的环形段的端部已经被闪光对接焊在一起，则整个环成形。

根据本发明的一个实施例，该方法包括生产收缩率大于5：1、大于6：1、大于7：1、大于8：1或者大于9：1的锻造钢坯板(slab)、钢块(bloom)或者钢坯(billet)的步骤。可以由重量超过4吨、超过10吨、超过15吨、超过20吨或者更重的钢锭锻造出该钢坯板、钢块或者钢坯。可以由该钢坯板、钢块或者钢坯锻造或者切割出至少一个钢条。钢坯是具有小于230cm²的圆形或者方形横截面的金属段。钢块类似于钢坯，但横截面面积大于230cm²。钢坯板是具有矩形横截面的金属段。

根据本发明的另一个实施例，该方法包括将多个钢条成形为多个环形段的步骤，其中，当各环形段已经被闪光对接焊在一起以制成环时，每个环形段构成50％、25％、15％或者少于15％的环。应该指出的是，可替换地，可将尺寸不同的多个环形段闪光对接焊在一起以制成环。

根据本发明另一个实施例，环是轴承环。根据本发明的方法特别地但并非排他地适于制造大尺寸环(即，外径等于或者大于0.5m、大于1m、大于2m或者大于3m的环)。