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轴承淬火

时间:2017-02-22 10:36 作者:秩名点击: 次

热处理质量好坏直接关系着后续的加工质量致使终究影响零件的运用功能及寿数，同时滑动轴承热处理又是机械职业的动力消耗大户和污

染大户。

这些年，跟着科学技能的前进及其在热处理方面的运用，热处理技能的展开首要体如今以下几个方面：

（1）清洗热处理
　　
热处理出产构成的废水、废气、废盐、粉尘、噪声无油轴承及电磁辐射等均会对环境构成污染。处理热处理的环境污染疑问，实施清洗热

处理（或称绿色环保热处理）是发达国家热处理技能展开的方向之一。为削减SO2、CO、CO2、粉尘及煤渣的排放，已根本根绝运用煤作

燃料，重油的运用量也越来越少，改用轻油的居多，天然气仍然是最理想的燃料。焚烧炉的废热运用已到达很高的程度，焚烧自润滑轴承

器构造的优化和空-燃比的严厉操控确保了合理焚烧的前提下，使NOX和CO下降到最低极限；运用气体渗碳、碳氮共渗及真空热处理技能替

代盐浴处理以削减废盐及含CN-有毒物对水源的污染；选用水溶性构成淬火油替代有些淬火油，选用生物可降解植物油替代有些矿物油以削

减油污染。

（2）精细热处理{TodayHot}
　　
精细热处理有两方面的意义：一方面是依据零件的运用请求、资料、构造尺度，运用物理冶金常识及领先的计算机模拟和检查技能，优化技

能参数，到达所需的功能或最大极限地表现资料的潜力；另一方面是充沛确保优化技能的安稳性，完结产品质量分散度很小（或为零）及热

处理畸变为零。

（3）节能热处理
　
科学的出产和动力管理是动力有用运用的最有潜力的要素，树立专业热处理厂以确保满负荷出产、充沛表现设备才能是科学管理的挑选。在

热处理动力构造方面，优先挑选一次动力；充沛运用废热、余热；选用耗能低、周期短的技能替代周期长、耗能大的技能等。

（4）少无氧化热处理
　
由选用维护氛围加热替代氧化氛围加热到准确操控碳势、氮势的可控氛围加热，热处理后零件的功能得到前进，热处理缺陷如脱碳、裂纹等

大大削减，热处理后的精加工留量削减，前进了资料的运用率和机加工功率。真空加热气淬、真空或低压渗碳、渗氮、氮碳共渗及渗硼等可

显着改进质量、削减畸变、前进寿数。　　

轴承零件的热处理质量操控在全部机械职业是最为严厉的。轴承热处理在过去的20来年里取得了很大的前进，首要表如今以下几个方

面：热处理基础理论的研讨；热处理技能及运用技能的研讨；新式热处理配备及有关技能的开发。

1、高碳铬轴承钢的退火

　高碳铬轴承钢的球化退火是为了取得铁素体基体上均匀散布着细、小、匀、圆的碳化物颗粒的安排，为今后的冷加工及终究的淬回火作安

排预备。传统的球化退火技能是在略高于Ac1的温度（如GCr15为780~810℃）保温后随炉缓慢冷却（25℃/h）至650℃以下出炉空冷。该技

能热处理时刻长（20h以上）[1]，且退火后碳化物的颗粒不均匀，影响今后的冷加工及终究的淬回火安排和功能。以后，依据过冷奥氏体的

改变特点，开发等温球化退火技能：在加热后快冷至Ar1以下某一温度范围内（690~720℃）进行等温，在等温过程中完结{HotTag}奥氏体

向铁素体和碳化物的改变，改变完结后可直接出炉空冷。该技能的长处是节约热处理时刻（全部技能约12~18h），处理后的安排中碳化物

细微均匀。另一种节约时刻的技能是重复球化退火：首次加热到 810℃后冷却至650℃，再加热到790℃后冷却到650℃出炉空冷。该技能虽

可节约必定的时刻，但技能操作较繁。

2、高碳铬轴承钢的马氏体淬回火

2.1、惯例马氏体淬回火的安排与功能
　
近20年来，惯例的高碳铬轴承钢的马氏体淬回火技能的展开首要分两个方面：一方面是展开淬回火技能参数对安排和功能的影响，如淬回火

过程中的安排改变、剩余奥氏体的分化、淬回火后的耐性与疲惫功能等[2~10]；另一方面是淬回火的技能功能，如淬火条件对尺度和变形的

影响、尺度安稳性等[11~13]。
　
惯例马氏体淬火后的安排为马氏体、剩余奥氏体和未溶（残留）碳化物构成。其间，马氏体的安排形状又可分为两类：在金相显微镜下（放

大倍数通常低于 1000倍），马氏体可分为板条状马氏体和片状马氏体两类典型安排，通常淬火后为板条和片状马氏体的混合安排，或称介

于二者之间的中间形状—枣核状马氏体（轴承职业上所谓的隐晶马氏体、结晶马氏体）；在高倍电镜下，其亚构造可分为位错缠结和孪晶。

其详细的安排形状首要取决于基体的碳含量，奥氏体温度越高，初始安排越不安稳，则奥氏体基体的碳含量越高，淬后安排中剩余奥氏体越

多，片状马氏体越多，尺度越大，亚构造中孪晶的比例越大，且易构成淬火显微裂纹。通常，基体碳含量低于0.3%时，马氏体首要是位错

亚构造为主的板条马氏体；基体碳含量高于0.6%时，马氏体是位错和孪晶混合亚构造的片状马氏体；基体碳含量为 0.75%时，出现带有显

着中脊面的大片状马氏体，且片状马氏体成长时相互撞击处带有显微裂纹[8]。与此同时，随奥氏体化温度的前进，淬后硬度前进，韧性下

降，但奥氏体化温度过高则因淬后剩余奥氏体过多而致使硬度下降。

　　惯例马氏体淬火后的安排中剩余奥氏体的含量通常为6~15%，剩余奥氏体为软的亚安稳相，在必定的条件下（如回火、自然时效或零件

的运用过程中），其失稳发作分化为马氏体或贝氏体。分化带来的结果是零件的硬度前进，耐性下降，尺度发作变化而影响零件的尺度精度

乃至正常作业。对尺度精度请求较高的轴承零件，通常希望剩余奥氏体越少越好，如淬火后进行补充水冷或深冷处理，选用较高温度的回火

等[12~14]。但剩余奥氏体可前进耐性和裂纹扩展抗力，必定的条件下，工件表层的剩余奥氏体还可下降触摸应力集中，前进轴承的触摸疲

惫寿命，这种情况下在技能和资料的成分上采纳必定的办法来保存必定量的剩余奥氏体并前进其安稳性，如参加奥氏体安稳化元素Si、Mn,?

进行安稳化处理等 [15,16]。

2.2、惯例马氏体淬回火技能

　　惯例高碳铬轴承钢马氏体淬回火为：把轴承零件加热到830~860℃保温后，在油中进行淬火，以后进行低温回火。淬回火后的力学功能

除淬前的初始安排、淬火技能有关外，还很大程度上取决于回火温度及时刻。随回火温度增加和保温时刻的延长，硬度下降，强度和耐性前

进。可依据零件的作业请求挑选适宜的回火技能：GCr15钢制轴承零件：150~180℃；GCr15SiMn钢制轴承零件：170~190℃。对有特殊请

求的零件或选用较高温度回火以前进轴承的运用温度，或在淬火与回火之间进行-50~-78℃的冷处理以前进轴承的尺度稳定性，或进行马氏

体分级淬火以安稳剩余奥氏体取得高的尺度安稳性和较高的耐性。

　　不少专家对加热过程中的改变进行了研讨[2，7~9,17]，如奥氏体的构成、奥氏体的再结晶、残留碳化物的散布及运用非球化安排作为初

始安排等。

　　G. Lowisch等[3，8]两次奥氏体化后淬火的轴承钢100Cr6的机械性能进行了研讨：首要，进行1050℃奥氏体化并快冷至550℃保温后空

冷，得到均匀的细片状珠光体，随后进行850℃二次奥氏体化、淬油，其淬后安排中马氏体及碳化物的尺度细微、马氏体基体的碳含量及剩

余奥氏体含量较高，经过较高温度的回火使奥氏体分化，马氏体中分出很多的微细碳化物，下降淬火应力，前进硬度、强耐性和轴承的承载

才能。在触摸应力的效果下，其功能怎么，需进行进一步的研讨，但可估测：其触摸疲惫功能应优于惯例淬火。

　　 [7]对循环热处理后的SUJ2轴承钢的显微安排及机械功能进行了研讨：先加热到1000℃保温0.5h使球状碳化物固溶，然后，预冷至

850℃淬油。接着重复1~10次由疾速加热到750℃、保温1min后油冷至室温的热循环，最终疾速加热到680℃保温5min油冷。此时安排为超

细铁素体加细密的碳化物（铁素体晶粒度小于2μm、碳化物小于0.2μm），在710℃下出现超塑性（断裂延伸率可到500%），可运用资料的

这一特性进行轴承零件的温加工成型。最终，加热到800℃保温淬油并进行160℃回火。经这种处理后，触摸疲惫寿数L10比惯例处理大幅度

前进，其失效方式由惯例处理的前期失效型变为磨损失效型。
　　
轴承钢经820℃奥氏体化后在250℃进行短时分级等温空冷，接着进行180℃回火，可使淬后的马氏体中碳浓度散布更为均匀，冲击耐性比惯

例淬回火前进一倍。

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