7310E滾子冷鐓模壽命的設計工藝

摘要：采用65Nb預壓應力組合模具作為GCr15-7310E滾子冷鐓模。對模件施與不同的加工及熱處理工藝， 使模具具有更加優良的性能及配合。模具平均壽命提高4～5倍，效益可觀，有一定的推廣應用價值。

關鍵詞：冷鐓模；預應力；工藝過程

引言
某軸承廠生產的7310E滾子，所用材料為GCr15。該滾子原用冷鐓模材料也為GCr15，模具壽命較低，平均壽命僅有4000件～6000件，需經常換模，單班生產率低。為提高模具壽命，降低生產成本，提高勞動生產率，建議改用新型模具用鋼65Cr4W3Mo2VNb(代號65Nb)生產滾子冷鐓模。

65Nb鋼是一種高強韌性、綜合機械性能和加工工藝性能良好的冷作模具鋼，經適當熱處理可使強韌性達到很高水平。根據鋼的特點，設計中一改傳統采用整體模的作法，采用組合模，施與不同的加工工藝，使模具具有更加優良的性能及配合，從而大大提高了滾子冷鐓模的壽命。

1　組合模具的設計

組合模具的主要組成有工作套、模座和過渡套。 工作套和模座采用65Nb，經不同熱處理達到佳性能配合。過渡套采用5CrMnMo，適當處理后與工作套壓裝組合，使工作套產生預壓應力，以抵消冷鐓時滾子對工作套所施加的張應力，進一步提高模具壽命。

2　主件加工工藝流程

2．1鍛造
2．1．1鍛造加熱、冷卻規范
工作套和模座采用65Nb圓棒料，按要求鋸床下料。鍛造時裝爐溫度≤750℃，高爐溫控制1150℃～1200℃；始鍛溫度1100℃～1150℃， 終鍛溫度≥850℃，灰冷至150℃以下。 過渡套采用5CrMnMo棒料， 鋸床下料后≤750℃裝爐， 高爐溫1150℃；始鍛溫度1100℃，終鍛溫度≥850℃，灰冷至100℃以下。

2．1．2鍛造工藝規程
鍛造所用設備包括煤氣加熱爐和空氣鍛錘。 鍛造時采用三鐓三拔，按輕、重、輕多遍反復鍛造，鍛造比均為6～8。后用胎模精整，以保證圓柱度。

2．2鍛后退火工藝

2．2．1工作套和模座

工作套和模座在箱式電爐中進行球化退火，工藝曲線見圖1，退火后硬度HB220～240。

2．2．2過渡套的退火工藝

過渡套在箱式電爐中進行完全退火，工藝曲線見圖2，退火后硬度HB197～240。

2．3終熱處理工藝

退火后的工件按要求車削加工， 按車削工藝圖要求檢驗合格后，進行終熱處理。終熱處理淬火采用鹽浴爐加熱，回火在箱式電爐中加熱。
2．3．1工作套
工作套淬火回火工藝曲線見圖3， 要求油淬后停留1小時， 立即回火， 回火后硬度HRC59～61。

2．3．2模座
模座淬火回火工藝曲線見圖4，要求油淬后停留1小時立即回火，回火后硬度HRC58～60。

2．3．3過渡套
過渡套淬火回火工藝曲線見圖5，回火后硬度HRC45～48。

3　模具的組裝

終熱處理后，模件按精度、表面粗糙度等要求進行磨削加工并檢驗。

檢驗合格的工作套和過渡套經百噸水壓機壓裝組合，然后等量磨削兩平面，使其符合工作套和過渡套組裝件圖紙要求。

按模具裝配圖要求總裝后， 對冷鐓滾子型腔按尺寸要求進行后磨削，并總檢合格方可投入使用。

4　試運行結果

經組裝檢驗合格，共8套模具投入一線使用， 模具壽命高的是36000件，由于冷鐓滾子型腔磨損、滾子公差超標而失效；模具壽命低的是12000件，因工作套口出現崩裂而失效。組合模具平均壽命24000件，比原用模具壽命提高4～5倍，效益可觀，有一定推廣應用價值。