[发明专利]一种轴承钢球表面强化加工方法

说明书

本发明公开一种轴承钢球表面强化加工方法，包括以下步骤：(1)在滚筒内放入待强化加工的轴承钢球，接着再放入研磨粉和富氮强化研磨改性液；(2)将滚筒内部空气抽出，然后将氮气输入滚筒内部；(3)启动转动驱动电机，带动滚筒同时做公转和自转的运动；(4)通过往复摇摆机构驱动滚筒进行往复摇摆运动，轴承钢球在离心力、重力和摆动力的作用下对轴承钢球加工表面随机概率撞击；(5)加工至2‑3小时后，关闭转动驱动电机以及停止往复摇摆机构的驱动，将滚筒内的氮气抽出并存放，将轴承钢珠与研磨粉及富氮强化研磨改性液的混合料排出。该方法可以提高轴承钢球的强化加工速率、表面强化层机械物理性能以及强化加工的一致性。

技术领域

本发明涉及轴承钢球强化加工的技术领域，具体涉及一种轴承钢球表面强化加工方法。

背景技术

轴承钢球是一种用于工业生产的零件，属于轴承中最关键的零件，其几何参数和物理性能直接影响轴承的性能、水平、质量及可靠性。轴承钢球在材料特性方面除了应具备轴承钢的“高的接触疲劳强度、高的耐磨性、高的弹性极限、较高的硬度”等基本要求以外，最重要的要求是钢球表面各点材质的一致性以及钢球与钢球之间材质的一致性。轴承钢球在力学特征上由于是点接触，因而接触应力载荷高；另外由于其转速比套圈要高得多，因而应力循环次数也多。轴承钢球在数量特征上由于单套轴承中，内、外轴承套圈各只有一件，而钢球则数量较多；生产批量也远比内、外轴承套圈的数量要大，要求加工效率特别高、加工一致性非常好。

基于上述轴承钢球的特征，目前的加工方法是“毛坯——粗加工——热处理——粗硬磨——强化加工——精磨——研磨”，其中的强化加工，是提高钢球强化的重要手段。在现有技术中，采用一个离心滚桶，在离心滚桶内设置提升板和旋转击球转板，使钢球在离心滚桶随机撞击，进行机械强化加工，但是，上述钢球在强化加工过程中存在以下不足：

1、强化加工效率不高。由于要求钢球加工需要对其球面各点等概率均匀加工，且生产批量大，因此加工麻烦。如果滚桶转速过高，就算是滚桶中间增设一个旋转击球转板，钢球在离心力作用下将紧贴滚桶内壁，在达到滚桶的最高点时，钢球也落不下来，从而影响强化加工效率。目前，大点的钢球在滚桶中只能靠自重回落所产生的撞击来产生强化，而小一点的钢球则靠中间旋转的若干个击球转板对钢球的冲击实现强化，但是这种冲击并非是所有的冲击球转板同时全部参与，而是逐个单块板对钢球进行冲击而影响强化效率。此外，这种单滚桶强化，由于容量有限也会影响加工效率，因此往往强化时间要在4个小时以上。

2、强化加工的一致性不高。逐个单块板对钢球的冲击，不仅影响强化加工效率，而且会影响钢球强化加工的一致性，需要更多对钢球表面冲击循环的次数才能保证钢球的一致性；此外，由于采用单滚桶强化，一次强化的钢球量有限，多次强化后每桶钢球的强化层的硬度与杨氏模量、残余压应力、表面粗糙度以及钢球压碎负荷等就容易产生差异，使钢球强化的一致性不好。

3、强化层机械物理性能不高。由于强化的手段单一，仅仅是机械冲击强化，可控性差，容易产生过强化和欠强化；也形成不了有利于储油和润滑功能并增加钢球的纯滚动的表面类织构(不那么规则却基本均匀类似的表面织构)，使钢球表面机械物理性能达不到理想要求，尤其是高速运动的球轴承，过于光滑的钢球与轴承沟道接触表面容易因陀螺力矩产生打滑而引起烧伤；无法形成摩擦化学强化、化学元素渗透强化；此外，粗糙度也较高，为后道工序加工带来复映误差的麻烦，从而又影响钢球的一致性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种轴承钢球表面强化加工方法，该方法不仅可以提高轴承钢球的强化加工速率，而且还能提高轴承钢球表面强化层机械物理性能，同时也保证轴承钢球强化加工的一致性。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种轴承钢球表面强化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)打开机箱，然后打开设置在机箱内的滚筒的入料口，在滚筒内放入待强化加工的轴承钢球，接着再放入研磨粉和富氮强化研磨改性液，关闭入料口；