[发明专利]鼠笼弹支轴承外圈加工中的双重渗碳保护工艺

说明书

技术领域

本发明属于轴承加工技术领域，主要涉及一种鼠笼弹支轴承外圈加工中 的双重渗碳保护工艺。

背景技术

渗碳是为了提高工作表层的含碳量，并在其中形成一定的含碳量梯度，将 工件置于渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入到渗碳钢的钢表面层的过程， 也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件 的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性 和塑性，使工件能承受冲击载荷。渗碳后的工件由于表面硬度和耐磨性的改 变，给后序的加工带来了困难，所以渗碳过程中通常采取有选择性的渗碳， 对不需要渗碳的部分进行渗碳保护，普通轴承采用的渗碳保护方法有以下两 种：

1.如镀铜保护，是将轴承零件不需要渗碳层的表面一次车削加工到磨削 加工前尺寸，需要渗碳层的表面则预留一定的留量，然后轴承零件整体镀铜。 镀铜后将需要渗碳层的表面镀铜层车去且精加工到磨削加工前尺寸，然后轴 承零件进入渗碳工序。渗碳时不需要渗碳层的表面依靠镀铜层防止碳元素的 渗入，而需要渗碳层的表面则可以使碳元素充分的渗入，从而达到渗碳保 护的目的。其优点是提高材料的利用率，降低机加工成本，但缺点是效 率低，镀铜层厚度不易保证，影响后工序各表面的加工精度滚道加工时 的位置精度。

2.加留量保护：加留量保护是根据渗碳工艺的特性，轴承零件渗碳 前依据成品零件渗碳表面渗碳层的深度计算出不需要渗碳层的表面应预 留的加工留量，在轴承零件渗碳后把不需要渗碳层的表面渗碳层车去， 达到渗碳保护的目的。其缺点是材料损耗大，大部分表面需要两次车削， 增加了机加工成本，对个别材料更为特殊的零件，渗碳后硬度高，加工 困难，大大增加了刀具成本。

目前，国内轴承行业较为尖端的鼠笼弹支结构轴承是航空发动机采 用的配套轴承，具有体积小，结构特殊，精度高等特点，外圈鼠笼弹支 结构尤为复杂(如图1套圈外形)，圆周方向均匀分布有10个长35±0.05， 宽为3.47±0.03的弹支梁，且梁的截面两端平行，槽为扇形结构，零件 属于薄壁件极易变形，且精度很难保证，考虑到热处理变形，鼠笼弹支 结构需在热处理淬火后加工，且除滚道外其它加工表面硬度不能太高。 综合这些特点轴承材料选用性能特殊的高温渗碳钢，在热处理过程中只 对滚道表面进行渗碳处理，其余表面不保留渗碳层，因此渗碳时对非滚 道表面需进行特殊的渗碳保护。采用现有轴承外圈的加工方法难以保证 技术要求。如只采用镀铜层保护的方法，非滚道表面镀铜层厚度不易保 证，影响零件加工精度，难以达到零件技术要求；鼠笼弹支结构轴承属 于薄壁件，如只采取加留量保护的方法，零件非滚道表面留量变大，渗 碳后零件表面硬度有所增高，使零件在加工过程中产生更大的内应力， 加工困难，且零件极易变形，达不到零件技术要求，并且由于鼠笼弹支 轴承材料特殊(材料为G13Cr4Mo4Ni4V)，价格昂贵，采取加留量保护的 方法造成材料浪费增加生产成本。因此，需要一种全新的渗碳保护方法 在满足对零件渗碳保护的同时，又能满足零件精度要求，并且在加工过 程中不会产生太大内应力，减少零件变形。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种鼠笼弹支轴承外圈加工中的 双重渗碳保护工艺，具有材料的利用率高，机加工成本低，稳定可靠，保 证滚道加工时的位置精度。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的鼠笼弹支轴承外圈加工中的双重渗碳保护工艺，是为能保证淬火 后外圈鼠笼弹支结构车加工的顺利进行，采用镀铜及加留量双重渗碳保护 措施；所述双重渗碳保护工艺如下：

1.在车加工时，考虑非滚道表面和滚道表面进行加留量保护预留的 留量，非滚道表面预留2mm±0.05的留量，滚道面预留0.5mm±0.05的 留量；然后对鼠笼弹支轴承外圈进行整体镀铜保护；

2.在渗碳工序前，车去需要进行表面渗碳的轴承镀铜层，使轴承滚 道达到车工成品要求的尺寸；

3.对鼠笼弹支轴承外圈进行整体渗碳，使滚道表面达到工艺要求的 表面硬度；

4.车去非滚道表面渗碳保护层，加工非滚道表面至精加工尺寸要求， 随后转入下道工序按正常工序进行加工。

采取双重渗碳保护有以下优点：