[发明专利]一种核主泵用水润滑轴承轴套外圆滚压表面强化工艺

说明书

本发明提供了一种核主泵用水润滑轴承轴套外圆的滚压表面强化工艺，其特征在于：采用先磨削后滚压的加工方法，所述滚压加工包括将轴套固定于车床，按设定的泵压、车床转速、压下量及进给量调整滚压工具的位置和滚压力，开启冷却系统开始滚压，至滚压完毕，所述泵压设定为1.5MPa，所述车床转速设定为75‑85r/min，所述压下量设定为0.12mm‑0.24mm，所述进给量设定为0.12mm/min‑0.22mm/min。本发明提供的一种核主泵用水润滑轴承轴套外圆滚压表面强化工艺，能够提高轴套表面的硬度、强度、耐磨性及光洁度。

技术领域

本发明涉及金属材料表面加工技术领域，特别涉及一种核主泵用水润滑轴承轴套外圆滚压表面强化工艺。

背景技术

水润滑轴承在运转工作过程中，轴套处于整个轴承的最外围，需要较高的硬度、强度和耐磨性。因为考虑在极端工况下为减少在干摩擦状态下轴承的磨损量，需要对轴套表面进行硬化，使轴套的表面硬度达到摩擦配对副的使用要求；同时需要增加轴套的耐磨性，减小磨损过程中对轴套的消耗。轴封主泵的工作环境是长期浸泡在高温高压强腐蚀剂反应堆冷却剂中，直接暴露在环境中的是最外围的轴套，这就要求轴套的疲劳寿命需要达到100000，而生产轴套的原材料ASTM A473M S41500的疲劳寿命仅在5×10⁴左右，因而需要提高材料的疲劳寿命；此外轴套作为轴承核心摩擦副之一，也要求轴套外表面具有很高的光洁度。

滚压加工工艺是一种在不改变材料表面成分的前提下可以明显的提高轴套表面硬度、提高动力载荷下薄壁轴套的构建强度和使用寿命、增加轴套表面光洁度的表面强化方法。由于此方法在泵类水润滑轴承薄壁轴套零件的加工中是首次应用，因此，利用滚压加工工艺提高水润滑轴承薄壁轴套的表面硬度和强度、耐磨性、表面光洁度及轴套的使用寿命是当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种核主泵用水润滑轴承轴套外圆滚压表面强化工艺，以提高轴套表面的硬度、强度、耐磨性及光洁度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种核主泵用水润滑轴承轴套外圆的滚压表面强化工艺，采用先磨削后滚压的加工方法，所述滚压加工包括将轴套固定于车床，按设定的泵压、车床转速、压下量及进给量调整滚压工具的位置和滚压力，开启冷却系统开始滚压，至滚压完毕。由于生产轴套的原材料为ASTM A473M S41500马氏体不锈钢且轴套壁较薄，同时，加工过程中的压下量和进给量对加工工件存在如下影响：

压下量的影响：压下量的选择取决于加工工件尺寸的减小量。随着压下量的增加，工件表面被压熨的越来越光，表面粗糙度也有了很大的改善。表面粗糙度先是降低，然后改变不大，直到达到某一个压下量之后，使试样表面起皮，粗糙度明显增大，表面粗糙度开始恶化。这是因为压下量加大将引起滚压套压力加大，使工件表面产生剥落现象。材料不同，工件直径不同，最佳的压下量将不同。一般来说，压下量取加工前表面粗糙度值的3-5倍，可获得较好的加工表面质量。

进给量的影响：当滚压力不变时，表面硬度随着滚压进给量的提高而呈下降趋势。在滚压力较大时，其特征尤为明显，主要是由于滚压的变形区域实际为面接触，进给量越小，在同一区域中单位时间内所滚压的次数也就越多，产生的塑性变形也就越大，冷作硬化现象也就越明显，所以表面硬度也就越高，过度的硬化导致工件表面鳞化、剥落，降低表面质量。当滚压力增大时，多次滚压所产生的差异就更明显。

因此，针对ASTM A473M S41500马氏体不锈钢薄壁轴套件外圆，通过改变压下量和进给量两个主要工艺参数进行马氏体不锈钢的表面滚压处理，将满足技术要求的滚压表面强化工艺参数区间确定如下：

泵压：1.5MPa；

车床转速：75-85r/min；

进给量：0.12mm/min-0.22mm/min；

压下量：0.12mm-0.24mm。