雙排四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承溝道感應(yīng)淬火試驗

沈偉毅，王明禮，楊德勝

(洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471039)

雙排四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承承受軸向載荷和傾覆力矩的作用，實際使用過程中的失效形式主要表現(xiàn)為溝道疲勞剝落。因此，溝道的感應(yīng)淬火質(zhì)量對軸承的承載能力和使用壽命影響很大，分析表明：足夠的淬硬層深度是溝道不發(fā)生剝落的重要保證。為此，進行了溝道的感應(yīng)淬火試驗，以確定合理的工藝參數(shù)。

1 感應(yīng)淬火試驗

1.1 設(shè)備

試驗采用DGF-C-102-2型BPS-100 kW/2 500 Hz中頻感應(yīng)淬火機床。

1.2 試驗樣圈及要求

試驗樣圈采用9787/2135軸承內(nèi)圈，材料為42CrMo，經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理，車加工后示意圖如圖1所示。其淬火技術(shù)要求為溝道表面硬度55～60 HRC，淬硬層深度不小于4 mm。

圖1 樣圈示意圖

1.3 感應(yīng)器的設(shè)計

感應(yīng)器為仿形單溝感應(yīng)器，其示意圖如圖2所示。采用仿形單溝感應(yīng)器分別對2個溝道進行感應(yīng)淬火，避免了用雙排球感應(yīng)器同時對2個溝道進行感應(yīng)淬火時耦合間隙調(diào)整困難，造成2個溝道淬火溫度不一致，進而導(dǎo)致其硬度和淬硬層深度不一致的問題。另外此感應(yīng)器制作也相對簡單。

圖2 仿形單溝感應(yīng)器示意圖

1.4 感應(yīng)淬火試驗

先沿樣圈圓周做出分段標(biāo)志，然后分段進行感應(yīng)淬火試驗，各段的具體試驗工藝參數(shù)見表1，最后檢查各段表面硬度和淬硬層深度。

表1 各段淬火試驗工藝參數(shù)

試驗中感應(yīng)器靜止不動，樣圈旋轉(zhuǎn)?？刂茦尤Φ霓D(zhuǎn)速和加熱功率，調(diào)整感應(yīng)器的耦合間隙，使溝道的淬火溫度控制在880～920 ℃。采用仿形單溝感應(yīng)器對一個溝道進行淬火時，需對另一溝道進行冷卻保護。

2 試驗結(jié)果

試驗后將樣圈按分段切樣，分別進行檢查。結(jié)果如下：

(1)用著色滲透法檢查樣圈，無裂紋。

(2)用HRA-3型智能超聲波硬度計檢測表面硬度為58～61 HRC。

(3)用HRC-150型洛氏硬度計測量淬硬層深度，結(jié)果見表2。淬硬層輪廓如圖3～圖7所示。

表2 各段試樣淬硬層深度 mm

圖3 1#段試樣淬硬層輪廓

圖4 2#段試樣淬硬層輪廓

圖5 3#段試樣淬硬層輪廓

3 結(jié)果分析

由檢測結(jié)果可知， 1#，3#，4#和5#段淬硬層深度未達到技術(shù)要求(≥4.0 mm)，只有2#段的淬硬層深度大于4.0 mm，滿足設(shè)計要求。

仿形單溝感應(yīng)器淬火試驗采用的是樣圈表面邊加熱邊冷卻的淬火方法。同一個功率下，工件移動速度快，工件表面加熱升溫快，通過熱傳導(dǎo)冷卻后淬硬層深度較淺(4#段)；工件移動速度慢，工件加熱時間較長，加熱較均勻，通過熱傳導(dǎo)冷卻后其淬硬層深度較深(2#段)。工件移動速度相同時，功率低，工件表面接受的熱量少，冷卻后淬硬層深度淺(1#段)；功率高，工件表面接受的熱量多，冷卻后淬硬層深度深(2#段)。

4 結(jié)論

(1)工件移動速度相同時，加熱功率低，淬硬層深度較淺，反之則較深。

(2)根據(jù)樣圈感應(yīng)加熱淬火試驗結(jié)果，可確定雙排四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承溝道淬火工藝參數(shù)為：工件移動速度90 mm/min，加熱功率40 kW。但此工藝參數(shù)是否屬于最佳有待進一步探討。