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CN111015093A - 主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺 - Google Patents

主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺 Download PDF

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CN111015093A
CN111015093A CN201911181485.8A CN201911181485A CN111015093A CN 111015093 A CN111015093 A CN 111015093A CN 201911181485 A CN201911181485 A CN 201911181485A CN 111015093 A CN111015093 A CN 111015093A
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CN
China
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sealing ring
grinding
machining
spraying
finished
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CN201911181485.8A
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English (en)
Inventor
张其峰
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Dalian Jinshan Compressors Manufacturing Co ltd
Original Assignee
Dalian Jinshan Compressors Manufacturing Co ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,属于加工工艺技术领域,该主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,使得本工艺生产出的密封环硬度更高,并且在本工艺的制造过程中可以同时制造出多个密封环毛胚料,较与模具浇筑加工的方式,减少了加工的时间,极大地提高了密封环的加工效率,并且硬质合金粉末和石墨粉末可以在密封环表面形成一个耐磨涂层,且石墨粉末的摩擦力较小,使得使用本工艺制造出的密封环在使用时受到摩擦力较小,但耐磨性较高,减少了密封环在使用的过程中容易发生磨损并且摩擦力较大的情况,从而可以保障密封环的正常使用寿命,方便了工作人员对密封环的加工和使用。

Description

主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺
技术领域
本发明属于加工工艺技术领域,具体为主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺。
背景技术
密封环是一种带有缺口的环状密封件,把它放置在套筒的环槽内,套筒与轴一起转动,密封环靠缺口被压拢后所具有的弹性而抵紧在静止件的内孔壁上,即可起到密封的作用。
在密封环加工的过程中,往往会使用浇筑的形式进行加工,但是这种加工方式不仅加工时间长,而且加工效率较慢,并且普通的密封环在使用的过程中还存在着容易发生磨损,硬度较小的缺点,在使用时会产生较大的摩擦力,从而使得密封环容易发生较大的磨损,使得密封环的寿命较低,从而不便于人们对密封环的使用,因此,需要一种可以对密封环进行强化处理且加工效率高的主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提供了主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,解决了普通的密封环加工工艺加工时间长效率慢和加工出来的密封环没有进行强化处理使得密封环的使用寿命较低的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,包括以下步骤:
步骤1、锻造粗成型:
材料选用球磨铸铁材料,将球磨铸铁材料锻造成具有均匀直径的圆柱形长条材料,再使用工具将圆柱形长条材料均匀并紧密的缠绕在圆柱形模具表面,缠绕完成之后使用刀具将圆柱形长条材料分别切段,使得缠绕在一起的长条材料可以形成多个密封环毛胚料。
步骤2、压合成型:
将切断后的多个密封环毛胚料进行软化淬火,淬火后将密封环毛胚料使用压制工具将切割的两个端口进行压合,使其位于同一平面,压合后对其进行热定型,使其成为成品密封环。
步骤3、粗加工与加工应力释放:
先使用切削工具将密封环内表面两侧边的刃角切削掉,再使用粗车粗磨两个端面后,在平面磨床上粗磨两平面。
加工完成之后将粗磨后的密封环从车床上取下,然后放置在托盘上2~5天,让工件释放掉加工应力。
应力释放之后再对其进行清洗和自然干燥,干燥后使用工具对其喷砂处理。
步骤4、涂层喷洒:
取适量的硬质合金粉末和石墨粉末,并使用混合设备对其进行混合处理,从而制成喷涂粉末,再对所制成喷涂粉末的流动性进行检测,检测完成之后采用超音速火焰喷涂技术将符合要求的喷涂粉末均匀的喷涂在密封环表面,喷涂完成之后再对喷涂后的密封环进行热处理,以减小涂层的内应力和涂层基体的界面应力,并随炉冷却。
步骤5、细加工与加工应力释放:
喷涂之后再对密封环进行半精磨,半精磨完成之后再对其进行精磨,在研磨完成之后用手指轻轻地刮研磨面,若是感觉到有缺口则重新研磨至缺口消失,直至涂层表面平整光亮。
加工完成之后将工件从车床上取下,然后放置在托盘上2~5天让工件释放掉加工应力。
步骤6、硬度处理:
采用电阻式热处理炉将密封环加热至1170-1190℃,保温30分钟,工件炉冷却到970-990℃,保温60分钟,出炉后对密封环进行水冷。
作为本发明的进一步方案:所述步骤1中球磨铸铁材料锻造的温度为1200-1300摄氏度,且圆柱形长条材料的直径略大于需要加工的密封环的端面直径。
作为本发明的进一步方案:所述球磨铸铁材料的型号为QT400-18AL,所述步骤2中密封环毛胚料压合时间为30-40分钟。
作为本发明的进一步方案:所述步骤2中热定型的温度为250~400℃,较佳温度为250~350℃,保温时间为30分钟~60分钟。
作为本发明的进一步方案:所述步骤3中粗磨时可选用120目绿碳砂轮。
作为本发明的进一步方案:所述步骤5中喷涂粉中硬质合金粉末的质量分数占85~95%,石墨粉末的质量分数占5~15%,所述硬质合金粉末的粒径为10μm~80μm,所述石墨粉末的粒径为30μm~60μm。
作为本发明的进一步方案:所述步骤5中半精磨时可选用150-240目的绿碳砂轮,精磨时可选用400-600目之间的金刚砂轮。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
该主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,通过将锻造完成的长条材料均匀紧密的缠绕在圆柱形模具表面,再使用刀具分别切段的方法可以同时制造出多个密封环毛胚料,并且通过在密封环表面喷涂适量的硬质合金粉末和石墨粉末,并且采用了电阻式热处理的方式可以对密封环进行硬度处理,使得本工艺生产出的密封环硬度更高,并且在本工艺的制造过程中可以同时制造出多个密封环毛胚料,较与模具浇筑加工的方式,减少了加工的时间,极大地提高了密封环的加工效率,并且硬质合金粉末和石墨粉末可以在密封环表面形成一个耐磨涂层,且石墨粉末的摩擦力较小,使得使用本工艺制造出的密封环在使用时受到摩擦力较小,但耐磨性较高,减少了密封环在使用的过程中容易发生磨损并且摩擦力较大的情况,从而可以保障密封环的正常使用寿命,方便了工作人员对密封环的加工和使用。
附图说明
图1为本发明的加工流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
如图1所示,本发明提供一种技术方案:主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,包括以下步骤:
步骤1、锻造粗成型:
材料选用球磨铸铁材料,将球磨铸铁材料锻造成具有均匀直径的圆柱形长条材料,再使用工具将圆柱形长条材料均匀并紧密的缠绕在圆柱形模具表面,缠绕完成之后使用刀具将圆柱形长条材料分别切段,使得缠绕在一起的长条材料可以形成多个密封环毛胚料,通过设备步骤1,使得本制造工艺可以通过将锻造完成的长条材料均匀紧密的缠绕在圆柱形模具表面,再使用刀具分别切段的方法可以同时制造出多个密封环毛胚料,较与模具浇筑加工的方式,减少了加工的时间,极大地提高了密封环的加工效率。
所述步骤1中球磨铸铁材料锻造的温度为1200-1300摄氏度,且圆柱形长条材料的直径略大于需要加工的密封环的端面直径,所述球磨铸铁材料的型号为QT400-18AL。
步骤2、压合成型:
将切断后的多个密封环毛胚料进行软化淬火,淬火后将密封环毛胚料使用压制工具将切割的两个端口进行压合,使其位于同一平面,压合后对其进行热定型,使其成为成品密封环。
所述步骤2中密封环毛胚料压合时间为30-40分钟,所述步骤2中热定型的温度为250~400℃,较佳温度为250~350℃,保温时间为30分钟~60分钟。
步骤3、粗加工与加工应力释放:
先使用切削工具将密封环内表面两侧边的刃角切削掉,再使用粗车粗磨两个端面后,在平面磨床上粗磨两平面。
加工完成之后将粗磨后的密封环从车床上取下,然后放置在托盘上2~5天,让工件释放掉加工应力。
应力释放之后再对其进行清洗和自然干燥,干燥后使用工具对其喷砂处理。
所述步骤3中粗磨时可选用120目绿碳砂轮。
步骤4、涂层喷洒:
取适量的硬质合金粉末和石墨粉末,并使用混合设备对其进行混合处理,从而制成喷涂粉末,再对所制成喷涂粉末的流动性进行检测,检测完成之后采用超音速火焰喷涂技术将符合要求的喷涂粉末均匀的喷涂在密封环表面,喷涂完成之后再对喷涂后的密封环进行热处理,以减小涂层的内应力和涂层基体的界面应力,并随炉冷却,通过在密封环表面喷涂硬质合金粉末和石墨粉末,且硬质合金粉末和石墨粉末可以在密封环表面形成一个耐磨涂层,由于石墨粉末的摩擦力较小,使得使用本工艺制造出的密封环在使用时受到摩擦力较小,但由于硬质合金粉末的存在,使得密封环的耐磨性较高。
所述步骤4中喷涂粉中硬质合金粉末的质量分数占85~95%,石墨粉末的质量分数占5~15%,所述硬质合金粉末的粒径为10μm~80μm,所述石墨粉末的粒径为30μm~60μm。
步骤5、细加工与加工应力释放:
喷涂之后再对密封环进行半精磨,半精磨完成之后再对其进行精磨,在研磨完成之后用手指轻轻地刮研磨面,若是感觉到有缺口则重新研磨至缺口消失,直至涂层表面平整光亮。
加工完成之后将工件从车床上取下,然后放置在托盘上2~5天让工件释放掉加工应力。
所述步骤5中半精磨时可选用150-240目的绿碳砂轮,精磨时可选用400-600目之间的金刚砂轮。
步骤6、硬度处理:
采用电阻式热处理炉将密封环加热至1170-1190℃,保温30分钟,工件炉冷却到970-990℃,保温60分钟,出炉后对密封环进行水冷,通过在步骤6中采用了电阻式热处理的方式可以对密封环进行硬度处理,使得本工艺生产出的密封环硬度更高,耐腐蚀性更好,在对密封环进行硬度处理之后可以取样进行硬度检测,按照ASTM A262标准方法E进行测试,表明本加工工艺加工出的密封环耐腐蚀性能良好。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、锻造粗成型:
材料选用球磨铸铁材料,将球磨铸铁材料锻造成具有均匀直径的圆柱形长条材料,再使用工具将圆柱形长条材料均匀并紧密的缠绕在圆柱形模具表面,缠绕完成之后使用刀具将圆柱形长条材料分别切段,使得缠绕在一起的长条材料可以形成多个密封环毛胚料;
步骤2、压合成型:
将切断后的多个密封环毛胚料进行软化淬火,淬火后将密封环毛胚料使用压制工具将切割的两个端口进行压合,使其位于同一平面,压合后对其进行热定型,使其成为成品密封环;
步骤3、粗加工与加工应力释放:
先使用切削工具将密封环内表面两侧边的刃角切削掉,再使用粗车粗磨两个端面后,在平面磨床上粗磨两平面;
加工完成之后将粗磨后的密封环从车床上取下,然后放置在托盘上2~5天,让工件释放掉加工应力;
应力释放之后再对其进行清洗和自然干燥,干燥后使用工具对其喷砂处理;
步骤4、涂层喷洒:
取适量的硬质合金粉末和石墨粉末,并使用混合设备对其进行混合处理,从而制成喷涂粉末,再对所制成喷涂粉末的流动性进行检测,检测完成之后采用超音速火焰喷涂技术将符合要求的喷涂粉末均匀的喷涂在密封环表面,喷涂完成之后再对喷涂后的密封环进行热处理,以减小涂层的内应力和涂层基体的界面应力,并随炉冷却;
步骤5、细加工与加工应力释放:
喷涂之后再对密封环进行半精磨,半精磨完成之后再对其进行精磨,在研磨完成之后用手指轻轻地刮研磨面,若是感觉到有缺口则重新研磨至缺口消失,直至涂层表面平整光亮;
加工完成之后将工件从车床上取下,然后放置在托盘上2~5天让工件释放掉加工应力;
步骤6、硬度处理:
采用电阻式热处理炉将密封环加热至1170-1190℃,保温30分钟,工件炉冷却到970-990℃,保温60分钟,出炉后对密封环进行水冷。
2.根据权利要求1所述的主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,其特征在于:所述步骤1中球磨铸铁材料锻造的温度为1200-1300摄氏度,且圆柱形长条材料的直径略大于需要加工的密封环的端面直径。
3.根据权利要求1所述的主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,其特征在于:所述球磨铸铁材料的型号为QT400-18AL,所述步骤2中密封环毛胚料压合时间为30-40分钟。
4.根据权利要求1所述的主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,其特征在于:所述步骤2中热定型的温度为250~400℃,较佳温度为250~350℃,保温时间为30分钟~60分钟。
5.根据权利要求1所述的主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,其特征在于:所述步骤3中粗磨时可选用120目绿碳砂轮。
6.根据权利要求1所述的主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,其特征在于:所述步骤4中喷涂粉中硬质合金粉末的质量分数占85~95%,石墨粉末的质量分数占5~15%,所述硬质合金粉末的粒径为10μm~80μm,所述石墨粉末的粒径为30μm~60μm。
7.根据权利要求1所述的主轴轴承用高可靠性复合密封环加工工艺,其特征在于:所述步骤5中半精磨时可选用150-240目的绿碳砂轮,精磨时可选用400-600目之间的金刚砂轮。
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