热后加工轴承钢GCr15、42CrMo淬火后60度以上
42CrMo热后硬车加工,刀具不耐磨,陶瓷刀具加工淬火42CrMo回转支撑轴承风电轴承有崩刃等现象,主要是因为热处理后的材料如45号钢,42CrMo,GCr15,H13模具钢,渗碳钢等硬度一般都在HRC50以上。加工这种硬度的材料如淬火后HRC62度的42CrMo,需超硬材质刀具如BN-S20和BN-S200,硬车削淬火42CrMo轴承钢,加工,表面光洁度好,综合成本降低。
42CrMo热处理后HRC47-HRC55度精车加工选华菱超硬立方氮化硼刀具的优势:
针对回转支承、风电抓盘轴承热后硬车加工对立方氮化硼刀片的性能要求,华菱超硬研制出非金属粘合剂CBN刀片BN-S20牌号,热后硬车42CrMo,实现以车代磨淬火后42CrMo,在提高加工效率的同时,刀具寿命高,适合对大型淬火后高硬度工件如风电轴承、滚珠丝杠、冶金轴承、大齿轮的外圆、回转支撑轴承、齿轮轴等淬硬钢进行中高速粗精加工,可加工淬火后硬度范围:HRC45-HRC79。
以CBN刀具BN-S200牌号硬车风电轴承为例:
加工工件:风电轴承;
加工部位:滚道、端面;
工件材质:42CrMo;
轴承硬度:HRC47-55;
刀片型号;BN-S200 RCMX090700;
切削参数:Vc=110m/min,Fr=0.45mm/r,ap=0.5mm,加工方式:干式切削
和陶瓷刀具相比较的效果如下:在切削速度陶瓷刀具12%的基础上,刀具寿命是陶瓷刀具的8倍,而且表面光洁度达到Ra0.8。
风电轴承钢原料、锻造:风电轴承常采用42CrMo(中国牌号)作为风电轴承的主要材料,经过锻造技术成型,要控制好锻造温度,不要晶粒粗大。
粗加工:对锻造成型的风电轴承进行加工,由于锻造成型的风电轴承余量大,故需要选择合适的刀具材料,可选择硬质合金刀具对其进行加工,如硬度高(在HRC45以上)可选择立方氮化硼刀片,尤其是华菱超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌号,吃刀深度可达7.5mm。之后给后续精加工留有相应的加工余量。
热处理(淬火+回火):粗加工之后对风电轴承进行热处理,提高工件的硬度、耐磨性和抗冲击性,获得良好的使用寿命。其中淬火是提高工件的硬度、耐磨性和抗冲击性;回火主要是为了消除钢件在淬火时所产生的应力,使钢件具有高的硬度和耐磨性外,并具有所需要的塑性和韧性等。
如风电轴承壁厚不大于12mm时,淬火后硬度≥63HRC(洛氏硬度),回火后硬度60-65HRC之间,其中根据客户要求不同,淬回火工件硬度不同。正常淬火时,硬度值主要取决于回火硬度。
精加工:对经过热处理的工件进行精车加工,获得图纸要求尺寸和精度。刚开始都是采用磨削方式,磨削虽说可获得较高的精度,但效率太低,并且部分轴承要求的精度并不太高,随着现代技术的发展,对于精度要求Ra0.8的表面粗糙度车刀均可达到要求。
目前,加工市场的刀具材料有硬质合金刀具,陶瓷刀具和立方氮化硼刀片。由于是经过热处理的激光加工工序,硬度一般在HRC45以上,所以一般不建议使用硬质合金刀具,陶瓷刀具可以进行精加工,但不能断续切削,并且遇到表面尺寸不均的地方易崩刀。风电轴承属于大型锻件,热处理后难免会出现变形,余量不均的现象,故不建议使用陶瓷刀具。立方氮化硼刀片是目前加工淬硬钢材料效果好的刀具材料。尤其是我国华菱超硬研制的非金属粘合剂立方氮化硼刀片BN-S20牌号和BN-S200牌号(如下图),加工风电轴承效果很好。
延伸阅读:以车代磨工艺与PCBN刀片
以车代磨就是指用车削代替磨削作为淬火钢的终加工或精加工工艺,以车代磨淬火钢的优势:
1.提高加工效率,如常见的中小型淬硬零件切削过程中中,BN-H10牌号PCBN刀片的金属切除率通常是磨削加工的3~4 倍,所消耗的电能及人工,物料耗材却只有磨削的1/5。
2.以车代磨表面粗糙度能达到Ra0.4以内,若采用修光刃刀片或涂层刀片,粗糙度变差的时间可以进一步延长,如华菱BN-H10 C25涂层PCBN刀片使得硬车削粗糙度变差的时间延长一倍。
3.以车代磨可进行干式切削,车削过程中不需要添加切削液。对于尺寸受温差影响较大的零件,可以选择风冷;对于需润滑而非降温目的的切削状态,可选择具备湿切功能的PCBN刀片牌号如BN-H20,BN-H10。
热后加工轴承钢GCr15、42CrMo淬火后60度以上