[发明专利]一种背衬轴承的内圈材料及其热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧机械设备的轴承技术，尤其是指一种轴承内圈寿命与外圈寿命匹配的背衬轴承的内圈材料及其热处理工艺。

背景技术

森吉米尔轧机是法国DMS设计,用于冷轧不锈钢带钢，其入口带钢厚度为1.4--10mm，出口带钢厚度为0.5--5.0mm，带钢宽度为730--1600mm，轧制速度最大为800m/min，最大轧制压力为1300t，年处理量达139000t，在各冷轧企业得以广泛应用。其中的背衬轴承用于森吉米尔轧机辊系中的最外部支撑辊。一般，森吉米尔轧机装机量为8支芯轴，每只芯轴由7个轴承组装而成，一个轧机共有56个背衬轴承，每个背衬轴承的结构外形见图1。

如图1所示，每个背衬轴承包含：外圈01，内圈02，滚子04，双列保持架16，单列保持架26及隔圈43。其相互结构关系：在内圈02上安装隔圈43；；双列保持架16和单列保持架26安装在内圈02上，并在双列保持架16和单列保持架26中放入滚子04；外圈01置于滚子04外面，其中：

外圈01功能：通过与二中间辊表面接触产生正压力与摩擦力带动轴承外圈01转动，同时承受来自工作辊、一中间辊和二中间辊的压力，并通过滚子04传递到轴承内圈02；

滚子04功能：承受外圈01的压力，并传递给内圈02。同时确保外圈01、内圈02作相对旋转；

双列保持架16(单列保持架26)功能：确保滚子04在外圈01和内圈02间均匀受力和正常旋转；

隔圈43功能：确保双列保持架16(单列保持架26)定位。

目前，背衬轴承的内圈02及外圈01的选材的轴承钢种为GCr18Mo，淬火组织为马氏体。实际使用中，内圈02的外表滚动面经常因接触疲劳剥落而提前报废。

上述轧机工作原理：二十辊的传动是通过二中间辊的主传动，通过摩擦带动一中间辊、工作辊及整个辊系的转动。二十辊轧机的压下，是通过转动两个上部中间支撑辊组B、C的偏心环来实现的。偏心环安装在鞍座的滚针轴承上，偏心环的转动，是靠上下移动压下双面齿条回转与其啮合的一对扇形齿轮，从而转动偏心轴，实现工作辊的压下和抬起。

在轧制过程中，背衬轴承的外圈01、内圈02及滚子04承受了较大的轧制压力，这种结构的背衬轴承用于轧机的支撑部位，主要存在以下问题：

第一、背衬轴承外圈01的外表面、内圈02的外表面有效接触面积不一样，在载荷的作用下内圈单位接触应力比外圈单位接触应力大，在内、外圈材料相同的前提下，导致内圈02实际接触疲劳寿命小于外圈01接触疲劳寿命，降低了背衬轴承整体使用寿命；

第二、此种轴承在工作时内圈02保持不动，内圈02滚道表面的受力点一直处于受力状态，在这种接触应力的作用下，势必造成滚道受力点表面出现接触疲劳，一旦达到极限，表面就开始出现点蚀。点蚀形成以后，继续在载荷作用下工作，点蚀就顺着滚动方向有不断扩展的趋势，直至出现裂口，其结果导致轴承不能再使用；

第三、在轴承使用的工作环境中，发现轧制油中难免有颗粒夹杂物，轴承在旋转时，将颗粒带入滚道内，这些颗粒会阻碍内、外圈相对运动，增大滚动体与滚道之间的磨擦，磨擦力增大，从而使滚道表面硬化，硬化的金属塑性变形几乎达到临界状态，塑性变形稍微增加，则会引起显微裂纹，随后就出现剥落。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种轴承内圈寿命与外圈寿命匹配的背衬轴承的内圈材料。

本发明的另一目的是提供一种背衬轴承的内圈材料热处理工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种背衬轴承的内圈材料，其特征在于：

所述内圈材料是Cr12Mo1V1模具钢，所述Cr12Mo1V1模具钢的化学元素成分的重量比为：

C：1.4～1.6％，Si≤0.60％，Mn≤0.60％，S≤0.03％，P≤0.03％，

Cr：11.5～13％，Mo：0.7～1.2％，V≤1.0％，余量为Fe。

本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的：

一种背衬轴承的内圈材料热处理工艺，其特征在于：

所述内圈材料是Cr12Mo1V1模具钢，所述Cr12Mo1V1模具钢的化学元素成分的重量比为：C：1.4～1.6％，Si≤0.60％，Mn≤0.60％，S≤0.03％，P≤0.03％，Cr：11.5～13％，Mo：0.7～1.2％，V≤1.0％，余量为Fe；

所述热处理工艺包含以下流程：

S1，对Cr12Mo1V1模具钢进行淬火处理；