[发明专利]轴承钢锥形环轧件的热胀形方法

权利要求书

1.一种轴承钢锥形环轧件的热胀形方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供胀形机，该胀形机主要由芯轴滑块、径向滑块、胀形块、工作台、导轨及压块组成；所述芯轴滑块呈圆锥形并套装在径向滑块内与径向滑块的锥形内圆周面配合，并且能在径向滑块内沿轴向上下移动挤压径向滑块；所述径向滑块是12块分开的扇形块，安装在胀形机的导轨上并可沿导轨径向来回移动，各扇形块的外圆周面上分别固定安装有外圆周面呈锥形的胀形块，各胀形块的外圆锥面分别与各压块的内圆锥面接触，所述压块可沿胀形块的外圆锥面轴向上下移动并可沿径向来回移动，各扇形块合拢时与胀形块和压块一起形成一个环形状；当所述芯轴滑块在径向滑块内沿轴向向下移动时能使各径向滑块沿径向同步移动扩散使胀形块胀形锥形环轧件，同时压块也同步挤压所述锥形环轧件；当所述芯轴滑块在径向滑块内沿轴向向上移动时胀形机可驱动各径向滑块沿径向同步移动合拢使胀形块脱离胀形后的锥形环轧件；在该胀形机的工作台上还有可驱动锥形环轧件在该工作台上沿中心轴线旋转的导辊；

把热轧轴承钢锥形环轧件套装进胀形机，使其内圆锥面套在经预热到265℃～355℃的胀形块的外圆锥面外围，此时，径向滑块处于合拢状态，移动经预热到265℃～355℃的压块使其内圆锥面与胀形块的外圆锥面配合并使其下端面压在锥形环轧件的上端面；

启动胀形机，对芯轴滑块施加轴向拉力F₁使其沿轴向向下移动并沿所述径向滑块的内圆锥面挤压径向滑块使各径向滑块沿径向同步移动扩散，装在径向滑块外圆周面上的胀形块从锥形环轧件的内圆锥面沿径向以胀形力F₂挤压该环轧件，同时所述压块沿轴向以压力F₃同步挤压该环轧件，锥形环轧件发生内外径尺寸扩大、壁厚减薄和高度减小的塑性变形，达到预定尺寸并经保压后完成胀形；在胀形过程中，所述锥形环轧件的胀形温度为830℃～910℃，胀形速度为0.61mm/s～1.61mm/s，压下速度为0.21mm/s～1.21mm/s，保压时间为41s～81s；

移开压块，胀形机驱动芯轴滑块在径向滑块内沿轴向向上移动，并驱动径向滑块沿径向同步移动合拢使胀形块脱离胀形后的锥形环轧件，启动胀形机的工作台上的导辊使其驱动锥形环轧件沿中心轴线旋转30°，使每个胀形块对准胀形时两个相邻胀形块之间的间隙对锥形环轧件的内圆锥面形成的凸出痕迹，再按上述胀形过程把所述凸出痕迹胀平即可，完成对锥形环轧件的校形；

校形结束后，移开压块，向上移动芯轴滑块，合拢径向滑块，取出经胀形后的锥形环轧件。

2.根据权利要求1所述的轴承钢锥形环轧件的热胀形方法，其特征在于：所述轴承钢是GCr15。

3.根据权利要求1或2所述的轴承钢锥形环轧件的热胀形方法，其特征在于：所述胀形机对芯轴滑块施加的轴向拉力F₁按下式计算确定：

F₁＝ξ×σ_0.2×S

式中：

ξ——胀形机胀形系数，取1.26～1.52；

σ_0.2——胀形温度下钢材料的屈服强度，GCr15钢取50MPa～70MPa；

S——锥形环轧件的纵截面面积，单位：mm²。

4.根据权利要求1或2所述的轴承钢锥形环轧件的热胀形方法，其特征在于：所述锥形环轧件受到胀形块施加的径向胀形力F₂按下式计算确定：

F₂＝F₁·tanβ

式中：

F₁——胀形机对芯轴滑块施加的轴向拉力，单位：N；

β——锥形环轧件的半锥角，单位：°。