王建民，楊俊濤

（洛陽(yáng)LYC軸承有限公司 裝備制造公司，河南 洛陽(yáng) 471039）

在軸承生產(chǎn)中，殘磁是一項(xiàng)重要指標(biāo)。因?yàn)檩S承加工和使用過(guò)程中，殘磁會(huì)吸附磁性物質(zhì)，加快軸承的磨損和破壞，影響軸承的精度和使用壽命。為適應(yīng)鐵路現(xiàn)代化進(jìn)程，滿足鐵路貨車(chē)提速、重載及貨車(chē)裝備現(xiàn)代化對(duì)輪軸的發(fā)展要求，對(duì)鐵路軸承工作性能的要求越來(lái)越高，對(duì)軸承的殘磁要求也越來(lái)越嚴(yán)格，依據(jù)有關(guān)規(guī)定，鐵路軸承殘磁應(yīng)小于0.3 mT。

1 殘磁產(chǎn)生原因和危害

軸承滾子產(chǎn)生的殘磁主要?dú)w因于滾子加工特點(diǎn)，滾子磨端面時(shí)需吸附在磁盤(pán)上加工，由于受自身端面面積的影響，需要有較強(qiáng)的磁場(chǎng)才能將滾子緊緊地吸附在磁盤(pán)上，滿足滾子磨削加工的工藝要求；滾子的磁粉探傷也是在很強(qiáng)的磁場(chǎng)中進(jìn)行，會(huì)造成滾子的殘磁較大。滾子在粗、細(xì)磨加工結(jié)束后殘磁過(guò)大，會(huì)吸附微小金屬顆粒，影響滾子在下一工序磨削時(shí)的定位；同時(shí)也會(huì)使檢測(cè)值產(chǎn)生偏差和影響磨削后滾子的幾何精度。成品滾子殘磁過(guò)大，影響軸承裝配精度，進(jìn)而影響軸承質(zhì)量和壽命。

1.1 滾子加工工序間退磁

滾子的加工工藝流程為：沖壓→粗磨→軟磨→熱處理→粗磨端面→退磁→粗磨外徑面→細(xì)磨端面→退磁→細(xì)磨外徑面→磁粉探傷→退磁→超精→退磁→成品檢查殘磁、外觀和硬度→入庫(kù)。

整個(gè)滾子工藝流程共進(jìn)行了4次退磁。第1次退磁是為了滿足外徑面粗加工的工序需求，如果殘磁過(guò)大，可能影響外徑面加工時(shí)滾子的定位精度，從而影響滾子的加工精度，一般殘磁應(yīng)控制在0.5 mT以下。第2次端面細(xì)磨后退磁是為了保證滾子外徑面細(xì)磨加工時(shí)的定位精度，如果殘磁過(guò)大，可能影響滾子的加工精度和成品的幾何尺寸，一般應(yīng)控制殘磁在0.5 mT以下。第3次為磁粉探傷后退磁，用來(lái)消除強(qiáng)磁場(chǎng)探傷留下的殘磁，一般應(yīng)控制殘磁在0.4 mT以下，否則可能影響超精后外徑面表面粗糙度、形位公差等。最后一次為超精后退磁，其直接關(guān)系到成品滾子的殘磁量（又稱(chēng)為點(diǎn)狀殘磁，是指殘磁較小時(shí)在工件表面成小點(diǎn)狀分布，且多出現(xiàn)在尖角處），必須滿足殘磁小于0.3 mT的要求。

1.2 退磁機(jī)

退磁機(jī)性能直接影響退磁質(zhì)量。20世紀(jì)80年代中期，普遍采用螺旋管線圈（低電壓大電流）退磁機(jī)和龍門(mén)式9-120退磁機(jī)進(jìn)行滾子退磁。以353130B型滾子為例，其大端直徑為22.213 mm，小端直徑為20.555 mm，長(zhǎng)度為50.059 mm。

（1）端面粗、細(xì)磨2次退磁，均采用螺旋管線圈退磁機(jī)，由于滾子通過(guò)線圈的速度和空間形態(tài)不能有效控制，以及退磁機(jī)自身設(shè)計(jì)理念的問(wèn)題，退磁后不能滿足殘磁小于0.5 mT的質(zhì)量要求，部分滾子端面邊沿殘磁較大，退磁效果見(jiàn)表1（每組300粒滾子，隨機(jī)抽樣，下同）。

表1 螺旋管線圈退磁機(jī)退磁效果 mT

（2）磁粉探傷后采用9-120退磁機(jī)退磁。整個(gè)退磁過(guò)程的交變磁場(chǎng)較強(qiáng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度變化為：弱→強(qiáng)→弱→強(qiáng)→更弱。工件隨意放在傳送帶上均勻通過(guò)，退磁后殘磁超過(guò)0.4 mT的達(dá)到24%。

（3）超精后成品滾子退磁仍采用9-120退磁機(jī)，退磁效果見(jiàn)表2。由表可知，滾子殘磁超過(guò)0.3 mT的達(dá)到37%，且多次退磁的效果不明顯，不能滿足對(duì)滾子殘磁的技術(shù)要求。

表2 9-120退磁機(jī)退磁效果 mT

2 改進(jìn)措施

滾子退磁處理應(yīng)具備2個(gè)條件：一是磁極交迭，二是磁場(chǎng)強(qiáng)度的衰減。退磁機(jī)對(duì)滾子殘磁的退磁效果不僅與其結(jié)構(gòu)形式、功率大小有關(guān)，而且與退磁磁場(chǎng)強(qiáng)度的梯度分布是否合理、工件的通過(guò)方式、速度等有很大的關(guān)系。改進(jìn)前滾子殘磁主要分布在端面邊沿，分析退磁工作原理，認(rèn)為可以對(duì)退磁機(jī)進(jìn)一步優(yōu)化。

（1）針對(duì)螺旋管線圈退磁機(jī)存在的問(wèn)題，改用TCTB-120C退磁機(jī)，其由帶鐵芯雙線圈和傳送機(jī)構(gòu)組成，退磁功率為6 kW。滾子端面磨削后通過(guò)傳送帶均勻經(jīng)過(guò)退磁機(jī)，退磁磁場(chǎng)強(qiáng)度變化為：弱→強(qiáng)→弱→強(qiáng)→弱，反復(fù)交替變化。改進(jìn)使用TCTB-120C退磁機(jī)后退磁效果見(jiàn)表3，基本達(dá)到殘磁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

表3 TCTB-120C退磁機(jī)退磁效果 mT

（2）滾子磁粉探傷后仍采用9-120退磁機(jī)退磁，經(jīng)過(guò)對(duì)退磁原理的分析，將傳送帶通道由原來(lái)的寬300 mm改為250 mm，與鐵芯同寬，滾子裝盒垂直放在傳送帶上通過(guò)，退磁后滾子殘磁超0.4 mT的降低至2%，基本滿足要求。由于滾子裝盒，減少了磕碰，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）超精后成品滾子退磁采用9-120退磁機(jī)，改進(jìn)前滾子殘磁不合格率較高，考慮到可能是磁場(chǎng)強(qiáng)度空間分布問(wèn)題引起。因此，改進(jìn)后將退磁機(jī)傳送帶兩邊加裝2個(gè)帶鐵芯的橫向線圈，工件在空間上下、左右、前后3個(gè)方向均有交變磁場(chǎng)，使?jié)L子能夠全方位退磁，磁感應(yīng)強(qiáng)度大，退磁磁場(chǎng)強(qiáng)度的梯度分布和磁力線空間分布更加合理。改進(jìn)后退磁機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，退磁過(guò)程為：滾子放置在盒子中，傳送帶帶動(dòng)滾子進(jìn)入退磁通道，先經(jīng)過(guò)縱向線圈對(duì)滾子軸向退磁，再經(jīng)過(guò)橫向線圈對(duì)滾子徑向的一個(gè)方向退磁，最后經(jīng)過(guò)空心大、小線圈對(duì)徑向另一個(gè)方向退磁。滾子退磁效果見(jiàn)表4，合格率達(dá)到99.7%以上。

圖1 改進(jìn)后退磁機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

表4 改進(jìn)后成品滾子退磁效果 mT

3 結(jié)束語(yǔ)

為使鐵路軸承不因滾子殘磁影響其工作性能，軸承滾子要進(jìn)行退磁處理，有時(shí)還必須進(jìn)行多次退磁。但退磁一般只能把殘磁強(qiáng)度減小，而不能將其完全消除。通過(guò)改用退磁設(shè)備、改進(jìn)退磁工藝，解決了滾子殘磁超標(biāo)的問(wèn)題。改進(jìn)后的退磁機(jī)和工藝運(yùn)行一年多來(lái)效果良好，滾子殘磁量得到有效控制，滿足了鐵路軸承滾子的技術(shù)要求。