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钢球技术篇

来源:工资公众号   日期:2017-11-26

这两天的热搜被“奚梦瑶摔”霸屏了,

只能默默为她加油了;

作为一颗钢球,我要是也摔倒了,

那也差不多该退休了!

还好我不会“摔跤”,我只会排队“滚”!

你以为我只是个简简单单的steel ball?

NO!我可是支撑了人类整个生活和产业!

从圆珠笔到巨型喷气式客机 …… 

随意举个例子,常用的圆珠笔笔尖就使用了超硬钢球。书写时,笔尖的钢球不断转动,与纸张产生相互摩擦力,从而产生墨迹,可以说类似超小型的印刷机。随着圆珠笔的多样化,钢球直径也从0.18mm到1.5mm不等。此外,这类钢球精度通常要达到0.25μm,表面粗糙度甚至要控制在0.02μm以内。

我作为轴承四大部件之一,已经广泛应用于汽车,航空航天,计算机,家电,工程机械等领域,你未必随时随地见到我,但我的痕迹无处不在!

目前市面上主要工业用钢球有:尼龙球、铜球、碳素钢球、陶瓷球、不锈钢球、合金球、轴承用钢球。

轴承质量大部分取决于其组件(内、外套圈、保持架、钢球)的精度,但因部件中钢球质量而导致轴承质量不良的情况很多,因此,钢球厂家现在越来越重视钢球质量的提高,期待制造出无限接近真球的高精密钢球!

那么,高精密钢球,到底怎么来的呢?

1、材料

通过对原材料表面质量、金相组织、脱碳层、化学成分、抗拉强度等全方面多维度检验,使用经过真空脱氧处理,非金属介质物等不纯物极少,高洁净度的材料。

2、球体成型(冷镦)

在球体成型机器将线材切断成一定的长度,用从两侧半球状的球座上的雌、雄模具压缩后球体成型。(常温条件下,线材被切割至特定长度,经冷镦机压缩发生塑性变形,形成球坯)

3、光磨

把锻打后的钢球夹在2枚硬质铸物盘之间,施加压力使之转动,除去毛刺及表面环带,同时提高钢球的表面粗糙度,使之初步具有球形。

4、热处理

钢球经热处理炉内加以渗碳后淬火再回火使球具有一定的渗碳层及硬度,韧性和压碎负荷。现在部分技术先进的厂家使用网带热处理流水线,通过各类仪表对淬火回火的时间和温度的工艺参数进行有效控制,确保产品质量的稳定性和可控性。

5、强化

通过强化机使钢球互相撞击,使钢球表面发生塑变强化提高钢球表面的压应力和表面硬度的一种加工方法。

6、硬磨

通过固定铁板和转动砂轮板在一定的压力下进行磨削,进一步改善钢球表面质量和形状。

7、初研

采用两个铸铁初研盘,再加入磨料,通过一定的压力和机械运动,达到工艺规定精度的表面质量。

8. 外观探伤

100%的人工挑选,再加AVKIO探伤仪:通过光电、涡流、振动三种方法挑选各类缺陷球,如表面缺陷(平头、毛刺、垫伤、轧坏、开裂、烧伤等)、浅表面层裂纹,内部材料缺陷。

9、精研

与初研工序类似,采用两个铸铁精研板,加入磨料,在一定的压力和机械运动的作用下,去除余量,进一步提高钢球精度和表面质量。

10、清洗脱水

通过螺旋式清洗机和升降式的周转箱提高清洗质量并且减少钢球表面的破坏,另外需要不断的循环过滤清洗液,以保证钢球的清洁度。

11、光电拣球

通过光学式自动外观选别机,针对钢球表面质量进行判断,去除有材料缺陷和加工缺陷的产品。

12、成品检验

对每个批次钢球按照工艺的要求进行最终检验,如钢球的圆度、硬度、金相、应力等,具体参照检查基准书。

13、防锈包装

使用防锈油,进行喷淋防锈并按照客户的包装要求进行包装完成。

目前等级精度高的就数电脑中使用的直径1/16英寸(约1.6mm)、2mm的钢球,其表面粗粗糙度平均仅为0.002μm。( 1μm为1/1000mm。)   

那么这种精度究竟有多高呢?如果我们把直径为2mm的钢球扩大到地球那么大(地球直径12000km),其凹凸也就只有12m。而实际上地球约有10km以上的起伏(珠穆朗玛峰8850m、马里亚纳海沟11000m)。因此,钢球的精度之高显而易见了吧。