7310E滚子冷镦模寿命的设计工艺

发布日期:[08-04-21 14:04:13] 浏览人次:[]

张代东高春生
     
      摘要:采用65Nb预压应力组合模具作为GCr15-7310E滚子冷镦模。对模件施与不同的加工及热处理工艺, 使模具具有更加优良的性能及配合。模具平均寿命提高4~5倍,效益可观,有一定的推广应用价值。
   关键词:冷镦模;预应力;工艺过程
   引言
   某轴承厂生产的7310E滚子,所用材料为GCr15。该滚子原用冷镦模材料也为GCr15,模具寿命较低,平均寿命仅有4000件~6000件,需经常换模,单班生产率低。为提高模具寿命,降低生产成本,提高劳动生产率,建议改用新型模具用钢65Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)生产滚子冷镦模。
  65Nb钢是一种高强韧性、综合机械性能和加工工艺性能良好的冷作模具钢,经适当热处理可使强韧性达到很高水平。根据钢的特点,设计中一改传统采用整体模的作法,采用组合模,施与不同的加工工艺,使模具具有更加优良的性能及配合,从而大大提高了滚子冷镦模的寿命。
   1 组合模具的设计
  组合模具的主要组成有工作套、模座和过渡套。 工作套和模座采用65Nb,经不同热处理达到最佳性能配合。过渡套采用5CrMnMo,适当处理后与工作套压装组合,使工作套产生预压应力,以抵消冷镦时滚子对工作套所施加的张应力,进一步提高模具寿命。
   2 主件加工工艺流程
   2.1锻造
   2.1.1锻造加热、冷却规范
  工作套和模座采用65Nb圆棒料,按要求锯床下料。锻造时装炉温度≤750℃,最高炉温控制1150℃~1200℃;始锻温度1100℃~1150℃, 终锻温度≥850℃,灰冷至150℃以下。 过渡套采用5CrMnMo棒料, 锯床下料后≤750℃装炉, 最高炉温1150℃;始锻温度1100℃,终锻温度≥850℃,灰冷至100℃以下。
   2.1.2锻造工艺规程
  锻造所用设备包括煤气加热炉和空气锻锤。 锻造时采用三镦三拔,按轻、重、轻多遍反复锻造,锻造比均为6~8。最后用胎模精整,以保证圆柱度。
   2.2锻后退火工艺
   2.2.1工作套和模座
  工作套和模座在箱式电炉中进行球化退火,工艺曲线见图1,退火后硬度HB220~240。
   图1工作套和模座球化退火工艺
   2.2.2过渡套的退火工艺
  过渡套在箱式电炉中进行完全退火,工艺曲线见图2,退火后硬度HB197~240。
   2.3最终热处理工艺
  退火后的工件按要求车削加工, 按车削工艺图要求检验合格后,进行最终热处理。最终热处理淬火采用盐浴炉加热,回火在箱式电炉中加热。
   2.3.1工作套
  工作套淬火回火工艺曲线见图3, 要求油淬后停留1小时, 立即回火, 回火后硬度HRC59~61。   
       2.3.2模座
  模座淬火回火工艺曲线见图4,要求油淬后停留1小时立即回火,回火后硬度HRC58~60。
   2.3.3过渡套
  过渡套淬火回火工艺曲线见图5,回火后硬度HRC45~48。
   3 模具的组装
  最终热处理后,模件按精度、表面粗糙度等要求进行磨削加工并检验。
   检验合格的工作套和过渡套经百吨水压机压装组合,然后等量磨削两平面,使其符合工作套和过渡套组装件图纸要求。        按模具装配图要求总装后, 对冷镦滚子型腔按尺寸要求进行最后磨削,并总检合格方可投入使用。
   4 试运行结果
  经组装检验合格,共8套模具投入一线使用, 模具寿命最高的是36000件,由于冷镦滚子型腔磨损、滚子公差超标而失效;模具寿命最低的是12000件,因工作套口出现崩裂而失效。组合模具平均寿命24000件,比
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