一种轴承套圈局部退火装置及退火方法

一种轴承套圈局部退火装置及退火方法
李碧梅
【摘要】Through the hardness analysis of each function area to bearing ring with screw thread hole,in view of the existing insufficient heat treatment technology, a partial annealing device to the bearing ring and a partial annealing method are introduced. Their cracking defects in the bearing ring with screw thread hole can be effectively controlled.That can meet the technical requirements and improve the service life of the bearing.%通过带螺纹孔轴承套圈各功能区域硬度分析，针对现有热处理技术不足，介绍一种轴承套圈局部退火装置及退火方法，能有效地控制带螺纹孔的轴承套圈开裂缺陷，满足了技术要求，提高了轴承使用寿命。

【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2016(045)003
【总页数】2页(P55-56)
【关键词】带螺纹孔的轴承套圈;高频感应加热退火装置;退火方法
【作者】李碧梅
【作者单位】中山市盈科轴承制造有限公司，广东中山 528437
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.3
带有自锁紧装置的宽内圈外球面球轴承，可通过设置在内圈上的紧定螺钉、偏心套、紧定套和锁紧套等固定在轴上，易于安装、保养和主机维修，广泛应用于纺织、农机、输送和工程机械等领域。

其中内圈带紧定螺钉型结构，在内圈远离沟道端设有至少两处径向螺纹孔（图1），可使用匹配紧定螺钉将轴承固定在轴上。

为保证轴承工作性能及避免紧定螺钉拧紧过程中出现螺孔崩牙、开裂、甚至套圈轴向贯穿裂纹现象，带螺孔轴承内圈硬度应分别满足（图2）：
（1）沟道及相关表面硬度HRC 60-65，A区；
（2）螺纹孔及周边硬度≤HRC50，B区、C区。

对于高碳钢制作的带螺孔轴承内圈，其上螺孔通常在热处理前加工并随内圈一起淬火至HRC60左右，为满足螺纹孔处硬度要求，多在整体淬火后对螺孔周边进行局部软化[1]。

使用较多的是高频感应加热局部退火方式，通过环套在工件外表面螺
孔周围的环形加热圈感应加热、传导，令螺孔及其所在轴向环形柱体软化，达到降低硬度的目的[2]。

但加热温度及热传导速度控制的好坏，直接影响套圈退火软化
效果和整体性能。

加热温度较高时，有利于螺孔及周边均匀退火软化，但热在高碳钢中的高传导效应，会同时波及套圈滚道，导致轴承工作表面硬度降低，影响轴承性能和使用寿命；加热温度偏低，则无法得到理想的软化效果。

本文针对现有技术不足，以获得理想的轴承套圈局部软化效果为目的，介绍一种轴承套圈局部退火装置及退火方法[3]。

3.1 退火装置主体结构
如图3所示，退火装置包括冷却水箱、水泵、冷却水池、进水阀、定位模座、环
形加热管和高频感应加热器等。

池中设有放置轴承套圈的工位，并与上方的环形加热管圆弧部分垂直对应。

工位处设置定位模座进行工件定位，模座上的台阶端面用于承托轴承套圈的轴向定位面，凸缘台阶可伸入轴承套圈内孔做径向定心，定位模座通过螺钉固定在冷却水池底部。

冷却水池底部设置有可更换的定位模块，用于调
节工件螺孔与高频加热圈高度相对位置并定心工件，确保工件被软化部位均匀加热。

冷却水由专门设置的冷却泵制成，由冷却水箱通过连接冷却水池的加水管供至冷却水池，并经水池池壁上部设置的溢流口回流，实现自动循环。

冷却水液面高度可依据轴承套圈尺寸大小调整，并在保证螺孔螺纹外径一定范围同心圆位置可以得到充分软化前提下尽量取较大值。

冷却水
3.2 退火装置工作原理
本装置在传统高频感应加热局部软化方式基础上，通过增加循环冷却水对加热轴承套圈进行分区温度控制。

由图3可看出，在螺孔局部软化加热过程中，轴承套圈
由冷却水池的液面分隔为一包含螺孔的加热区段和一包含滚道的冷却区段，环形加热管的圆弧部分空套在高于液面的加热区段上，冷却区段浸泡在液面中。

亦即轴承套圈软化时，套圈带螺孔端按照需求的高温由高频感应加热器具的环形加热管加热软化，非软化部位的套圈滚道及两边适当部位浸泡在冷却水中，可有效减缓被加热部位向滚道的热传导速度，在保证螺孔端按照要求实施软化的同时，有效地保护轴承套圈滚道硬度在整个局部软化过程中不发生变化。

本退火装置及退火方法已在轴承行业多家企业获得推广应用，配合高频感应加热器加热温度和时间节拍的合理选择，可实现带螺孔轴承套圈螺孔及螺孔周围一定范围局部软化，软化后硬度控制在HRC≤45范围内，满足轴承安装锁紧扭矩要求。

同
时保证轴承关键工作表面的滚道硬度在整个局部软化过程中不受影响，确保轴承使用性能。

【相关文献】
［1］马九荣，王明贤.轴承热处理工技能［M］.北京：机械工业出版社，1995.
［2］祝溪明.滚动轴承材料热处理及其新技术应用研究［J］.机械设计与制造，2012（12）：220-221.
［3］王冰，蓝志勇，万丽芳.带顶丝（外球面）球轴承内圈火焰局部热处理技术条件［Z］.中山市盈科轴承制造有限公司，2000.。