專利名稱：一種加工線性軸承用異型絲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性軸承用異型絲的加工方法，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，公知的航空器、運(yùn)輸車輛機(jī)械裝置等眾多設(shè)備中傳遞操縱人員力的裝置通常采用連桿機(jī)構(gòu)，但是在一般情況下，連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降低，其運(yùn)動規(guī)律對制造、安裝誤差的敏感性增加，在高速時將引起較大的振動和動載荷；并且在特定的機(jī)械上如飛機(jī)等連桿裝置的形狀，大小以及重量受到限制。為了解決連桿裝置的種種缺陷，法國專利號為EP1209371A1、ES2247042T3的專利提供一種替代連桿裝置的線性軸承(線性軸承裝配結(jié)構(gòu)示意圖如圖1)，該線性軸承具有精確度高、形狀自由、占用空間小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，其軸承主要的構(gòu)成包括芯部滑桿1和固定滑桿2，是一種軸向非對稱、局部厚度薄、長度達(dá)10米以上的異型絲材，異型絲的斷面形狀及尺寸見附圖2、3，該異型絲對側(cè)彎、平直度、表面光潔度、抗拉強(qiáng)度以及硬度有嚴(yán)格要求。目前普通異型絲的生產(chǎn)通常采用鑄造、擠壓成型、可溶性型芯技術(shù)等加工方法，但采用上述方法均不能加工出滿足該異型絲所需各方面的綜合性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種加工上述線性軸承用異型絲的生產(chǎn)方法，采用該方法生產(chǎn)的異型絲可滿足生產(chǎn)線性軸承的需要。對于線性軸承關(guān)鍵的考核指標(biāo)是摩擦力及空行程，而影響其摩擦力及空行程的關(guān)鍵部件是異型絲，因此對異型絲提出了較嚴(yán)格的要求，表現(xiàn)在異型絲側(cè)彎、抗拉強(qiáng)度、表面光潔度等方面。異型絲的尺寸，隨線性軸承應(yīng)用領(lǐng)域的不同，所需異型絲規(guī)格不同，其中異型絲的局部厚度最薄部位尺寸僅為0. 35mm，致使異型絲的加工難度大。本發(fā)明采用了冷拉 +冷軋+矯直+熱處理+拋光相結(jié)合的方法，使異型絲的外形尺寸、性能及表面光潔度均達(dá)到設(shè)計要求。采用冷拉、冷軋相結(jié)合的方法，控制了冷拉、冷軋相匹配的變形量，并通過調(diào)整軋制道次，使抗拉強(qiáng)度控制在所要求的范圍內(nèi)；矯直及熱處理，使異型絲的側(cè)彎達(dá)到了較理想狀態(tài)；通過采用拋光處理的方法，使異型絲的表面光潔度得到控制；從而大大降低了線性軸承工作時的摩擦力，使線性軸承的空行程降至最低。最終保證了線性軸承能自由彎曲成各種形狀且能在狹小的空間內(nèi)穿越，大大節(jié)省了機(jī)械設(shè)備本身的空間及重量。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是工藝流程熱軋盤條一固溶處理一冷拔圓絲一固溶處理一冷軋扁絲一固溶處理一冷軋異型絲一矯直一熱處理一拋光一成品(1)選用奧氏體不銹鋼作為異型絲原料，采用常規(guī)的熱加工方法對合金材料進(jìn)行鍛造及熱軋，選擇合適的鍛造溫度將鋼錠鍛造成一定規(guī)格的方坯，熱軋成所需規(guī)格的線材， 進(jìn)行固溶處理，以此做為下步冷加工的坯料；(2)對熱軋線材坯料進(jìn)行冷拔加工，冷拔后進(jìn)行固溶處理，再軋制成長寬比為1 1.1 2的扁絲，扁絲的截面積為成品絲最大截面積的3 7倍。同時，對軋制的扁絲再進(jìn)行固溶處理，固溶處理溫度為1000 1200°C，保溫時間為30 60min，經(jīng)固溶處理的扁絲為冷軋異型絲成品做準(zhǔn)備；(3)按照圖4的軋輥孔型進(jìn)行圖2芯部滑桿1成品的軋制，不同規(guī)格的芯部滑桿1 橫截面長度為2. 5 22mm、寬度為1. 0 10. 0mm，軋制張力為150 1200Kg ；按照圖5的軋輥孔型進(jìn)行圖3固定滑桿2成品軋制，不同規(guī)格的固定滑桿2橫截面長度為2. 5 25mm、 寬度為1. 0 10. 0mm，軋制張力為150 900Kg，以上規(guī)格的冷軋共分為4 6個道次，軋
程總變形量控制在50% 80% ；(4)對冷軋成品進(jìn)行矯直處理，矯直方式為橫向、縱向7 15對矯直輪雙向矯直， 矯直張力為300 500N ；(5)對矯直后的異型絲采用連續(xù)退火爐進(jìn)行熱處理，熱處理制度為，溫度500 620"C、走帶速度2 6m/min、張力200 400N ；(6)對熱處理后的異型絲再進(jìn)行拋光處理，采用連續(xù)拋光的方式用180 350目的軟質(zhì)拋光輪拋光，并進(jìn)行正反兩面拋光。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.與單一的冷拔加工異型絲工藝相比，所采用的冷拔+冷軋相結(jié)合的加工方法， 使異型絲的側(cè)彎(直線度)得到明顯改善，解決了形狀較復(fù)雜特別是局部厚度薄的異型絲模具加工困難、穿模難的問題。2.本發(fā)明所采用的矯直+熱處理的加工方法，其優(yōu)勢是第一可以消除軋制應(yīng)力， 進(jìn)一步提高異型絲的直線度；第二可以調(diào)整異型絲的力學(xué)性能(提高或降低)，可以彌補(bǔ)冷軋態(tài)性能的不足，使力學(xué)性能達(dá)到最佳狀態(tài)。采用上述加工方法生產(chǎn)出的異型絲，抗拉強(qiáng)度RmIlOO 1450MPa、彈性極限 Rpa05彡700MPa、硬度Hv380 450、表面粗糙度Ra彡0. 4 μ m、側(cè)彎度彡3. Omm/m。本發(fā)明的方法，可適用于不同截面形狀高精度異型絲的生產(chǎn)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本方法生產(chǎn)異型絲組裝成線性軸承的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本方法生產(chǎn)芯部滑桿橫剖面示意圖。圖3是本方法生產(chǎn)固定滑桿橫剖面示意4是芯部滑桿軋輥孔型截面示意圖。圖5是固定滑桿軋輥孔型截面示意圖。圖6異型絲生產(chǎn)加工流程圖。圖中1.芯部滑桿2.固定滑桿3.芯部滑桿上軋輥4.芯部滑桿下軋輥5固定滑桿上軋輥6.固定滑桿下軋輥
具體實(shí)施例方式通過下列實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例1
選用lCrl8Ni9作為異型絲原料，按照熱軋盤條一固溶處理一冷拔圓絲一固溶處理一冷軋扁絲一固溶處理一冷軋異型絲一矯直一熱處理一拋光的工藝流程，生產(chǎn)的異型絲工藝參數(shù)控制如下(1)對選用的lCrl8Ni9合金采用常規(guī)的熱加工方法進(jìn)行鍛造及熱軋，選擇合適的鍛造溫度將鋼錠鍛造成一定規(guī)格的方坯，熱軋成所需規(guī)格的線材，進(jìn)行固溶處理，以此做為下步冷加工的坯料；(2)對熱軋線材坯料進(jìn)行冷拔加工，冷拔圓絲規(guī)格為Φ3.8πιπι(芯部滑桿1)、 Φ4.3πιπι(固定滑桿2)，冷拔后進(jìn)行固溶處理，再軋制成長寬比為1 1.6(芯部滑桿1)、 1 1.45(固定滑桿幻的扁絲，扁絲的截面積為成品絲最大截面積的3. 2倍(芯部滑桿1)、 5. 5倍(固定滑桿2)。同時，對軋制的扁絲再進(jìn)行固溶處理，固溶處理溫度為1050°C，保溫時間為40min，經(jīng)固溶處理的扁絲為冷軋異型絲成品做準(zhǔn)備；(3)按照圖4的軋輥孔型進(jìn)行圖2芯部滑桿1成品的軋制，芯部滑桿1橫截面長度為4. 0mm、寬度為1. 2mm，軋制張力為250Kg ；按照圖5的軋輥孔型進(jìn)行圖3固定滑桿2成品軋制，固定滑桿2橫截面長度為4. 4mm、寬度為1. 2mm，軋制張力為170Kg，冷軋共分為4個道次，軋程總變形量控制在63% (芯部滑桿1) ,76% (固定滑桿2)；(4)對冷軋成品進(jìn)行矯直處理，矯直方式為橫向、縱向7 15對矯直輪雙向矯直， 矯直張力為350N;(5)對矯直后的異型絲采用連續(xù)退火爐進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為500°C、走帶速度為3m/min、張力為250N ；(6)對熱處理后的異型絲再進(jìn)行拋光處理，采用連續(xù)拋光的方式用320目的羊毛拋光輪拋光，并進(jìn)行正反兩面拋光。采用上述加工方法生產(chǎn)出的異型絲，其抗拉強(qiáng)度Rm 1300MPa、彈性極限Rpatl5 870MPa、硬度Hv405、表面粗糙度Ra 0. 3 μ m、側(cè)彎度2. Omm/m。實(shí)施例2選用lCrl7Ni7作為合金材料，按照熱軋盤條一固溶處理一冷拔圓絲一固溶處理 —冷軋扁絲一固溶處理一冷軋異型絲一矯直一熱處理一拋光的工藝流程，生產(chǎn)的異型絲工藝參數(shù)控制如下(1)對選用的lCrl7Ni7合金采用常規(guī)的熱加工方法進(jìn)行鍛造及熱軋，選擇合適的鍛造溫度將鋼錠鍛造成一定規(guī)格的方坯，熱軋成所需規(guī)格的線材，進(jìn)行固溶處理，以此做為下步冷加工的坯料；(2)對熱軋線材坯料進(jìn)行冷拔加工，冷拔圓絲規(guī)格為Φ6.0πιπι(芯部滑桿1)、 Φ 5. Omm(固定滑桿2)，冷拔后進(jìn)行固溶處理，再軋制成長寬比為1 1.2(芯部滑桿1)、 1 1.5(固定滑桿2)的扁絲，扁絲的截面積為成品絲最大截面積的4. O倍(芯部滑桿1)、 4. 1倍(固定滑桿2)。同時，對軋制的扁絲再進(jìn)行固溶處理，固溶處理溫度為1080°C，保溫時間為45min，經(jīng)固溶處理的扁絲為冷軋異型絲成品做準(zhǔn)備；(3)按照圖4的軋輥孔型進(jìn)行圖2芯部滑桿1成品的軋制，芯部滑桿1橫截面長度為6. 2mm、寬度為1. 55mm，軋制張力為430Kg ；按照圖5的軋輥孔型進(jìn)行圖3固定滑桿2成品軋制，固定滑桿2橫截面長度為5. 3mm、寬度為1. 34mm，軋制張力為270Kg，冷軋共分為5 個道次，軋程總變形量控制在75% (芯部滑桿1)、62% (固定滑桿2)；
(4)對冷軋成品進(jìn)行矯直處理，矯直方式為橫向、縱向7 15對矯直輪雙向矯直， 矯直張力為380N ；(5)對矯直后的異型絲采用連續(xù)退火爐進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為550°C、走帶速度為2m/min、張力為300N ；(6)對熱處理后的異型絲再進(jìn)行拋光處理，采用連續(xù)拋光的方式用300目的布質(zhì)拋光輪拋光，并進(jìn)行正反兩面拋光。采用上述加工方法生產(chǎn)出的異型絲，其抗拉強(qiáng)度Rm 1350MPa、彈性極限Rpatl5 885MPa、硬度Hv410、表面粗糙度Ra 0. 25 μ m、側(cè)彎度2. Omm/m。實(shí)施例3選用lCrl8Nil2作為合金材料，按照熱軋盤條一固溶處理一冷拔圓絲一固溶處理 —冷軋扁絲一固溶處理一冷軋異型絲一矯直一熱處理一拋光的工藝流程，生產(chǎn)的異型絲工藝參數(shù)控制如下(1)對選用的lCrl8Nil2合金采用常規(guī)的熱加工方法進(jìn)行鍛造及熱軋，選擇合適的鍛造溫度將鋼錠鍛造成一定規(guī)格的方坯，熱軋成所需規(guī)格的線材，進(jìn)行固溶處理，以此做為下步冷加工的坯料；(2)對熱軋線材坯料進(jìn)行冷拔加工，冷拔圓絲規(guī)格為Φ6.5πιπι(芯部滑桿1)、 Φ6. 7mm(固定滑桿2)，冷拔后進(jìn)行固溶處理，再軋制成長寬比為1 1.4(芯部滑桿1)、 1 1.3(固定滑桿2)的扁絲，扁絲的截面積為成品絲最大截面積的3. 2倍(芯部滑桿1)、 4. 3倍(固定滑桿2)。同時，對軋制的扁絲再進(jìn)行固溶處理，固溶處理溫度為1100°C，保溫時間為50min，經(jīng)固溶處理的扁絲為冷軋異型絲成品做準(zhǔn)備；(3)按照圖4的軋輥孔型進(jìn)行圖2芯部滑桿1成品的軋制，芯部滑桿1橫截面長度為7. Omm、寬度為1. 7mm，軋制張力為640Kg ；按照圖5的軋輥孔型進(jìn)行圖3固定滑桿2成品軋制，固定滑桿2橫截面長度為7. 2mm、寬度為1. 65mm，軋制張力為450Kg，冷軋共分為5個道次，軋程總變形量控制在62% (芯部滑桿1)、65% (固定滑桿2)；(4)對冷軋成品進(jìn)行矯直處理，矯直方式為橫向、縱向7 15對矯直輪雙向矯直； 矯直張力為390N ；(5)對矯直后的異型絲采用連續(xù)退火爐進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為580°C、走帶速度為2. 5m/min、張力為350N;(6)對熱處理后的異型絲再進(jìn)行拋光處理，采用連續(xù)拋光的方式用320目的羊毛拋光輪拋光，并進(jìn)行正反兩面拋光。采用上述加工方法生產(chǎn)出的異型絲，其抗拉強(qiáng)度Rm 1400MPa、彈性極限Rptl. 05 1040MPa、硬度Hv 410、表面粗糙度Ra 0. 2 μ m、側(cè)彎度2. 5mm/m。
權(quán)利要求
1.一種線性軸承用異型絲的生產(chǎn)方法，選用奧氏體不銹鋼作為異型絲原料，采用常規(guī)的熱加工方法對合金材料進(jìn)行鍛造及熱軋，加工成相應(yīng)的盤條，盤條經(jīng)過固溶處理之后進(jìn)行冷拔，其特征在于所采用的工藝流程為冷拔圓絲一固溶處理一冷軋扁絲一固溶處理一冷軋異型絲一矯直一熱處理一拋光一成品，過程中各工序控制工藝參數(shù)如下(1)對熱軋線材坯料進(jìn)行冷拔加工，冷拔后進(jìn)行固溶處理，再軋制成長寬比為 1 1.1 2的扁絲，扁絲的截面積為成品絲最大截面積的3 7倍，同時，對軋制的扁絲進(jìn)行固溶處理，固溶處理溫度為1000 1200°C，保溫時間為30 60min，經(jīng)固溶處理的扁絲為冷軋異型絲成品做準(zhǔn)備；(2)按照圖4的軋輥孔型進(jìn)行圖2芯部滑桿(1)成品的軋制，不同規(guī)格的芯部滑桿(1) 橫截面長度為2. 5 22mm、寬度為1. 0 10. 0mm，軋制張力為150 1200Kg ；按照圖5的軋輥孔型進(jìn)行圖3固定滑桿( 成品軋制，不同規(guī)格的固定滑桿( 橫截面長度為2. 5 25mm、寬度為1. 0 10. 0mm，軋制張力為150 900Kg，以上規(guī)格的冷軋共分為4 6個道次，軋程總變形量控制在50% 80% ；(3)對冷軋成品進(jìn)行矯直處理，矯直方式為橫向、縱向7 15對矯直輪雙向矯直，矯直張力為3OO 5OON ；(4)對矯直后的異型絲采用連續(xù)退火爐進(jìn)行熱處理，熱處理制度為，溫度500 620°C、 走帶速度2 6m/min、張力200 400N ；(5)對熱處理后的異型絲再進(jìn)行拋光處理，采用連續(xù)拋光的方式用180 350目的軟質(zhì)拋光輪拋光，并進(jìn)行正反兩面拋光；采用上述加工方法生產(chǎn)出的異型絲，抗拉強(qiáng)度RmIlOO 1450MPa、彈性極限 Rpa05彡700MPa、硬度Hv380 450、表面粗糙度Ra彡0. 4 μ m、側(cè)彎度彡3. Omm/m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，連續(xù)拋光處理所用的軟質(zhì)拋光輪其材質(zhì)為布質(zhì)、羊毛。
全文摘要
一種線性軸承用的異型絲的加工方法，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用常規(guī)的冶煉方法冶煉異型絲所需合金，并通過熱加工工藝將合金依產(chǎn)品要求加工成相應(yīng)的盤條，盤條經(jīng)過固溶處理之后進(jìn)行冷拔加工，冷拔處理后的圓絲再軋制成扁絲，并使用與異型絲形狀相對應(yīng)的孔型進(jìn)行軋制，最終的冷軋產(chǎn)品經(jīng)過矯直、熱處理和拋光處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，解決了單一的冷拔工藝形狀較復(fù)雜特別是局部厚度薄的異型絲模具加工困難、穿模難等問題，使異型絲的側(cè)彎得到明顯提升，同時矯直后熱處理工藝的采用，彌補(bǔ)了冷軋態(tài)力學(xué)性能的不足，使生產(chǎn)的異型絲具有良好的綜合性能，可適用于不同截面形狀高精度異型絲的生產(chǎn)。
文檔編號B21C37/04GK102513399SQ20111046157
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者傅祖明, 史世鳳, 孫建周, 李振瑞, 秦力群, 胡博煒, 范強(qiáng), 鄂志英 申請人:北京北冶功能材料有限公司