高端軸承是如何淬火的?
高端軸承是如何淬火的?
- 2025/12/26 11:58:44
熱處理的質(zhì)量與后續(xù)加工質(zhì)量直接相關，最終影響零件的功能和壽命。同時，軸承的熱處理是機械行業(yè)的主要功耗和污染。
多年來，隨著科學技能的進步及其在熱處理中的應用，熱處理技術的發(fā)展如下：
（1）清洗熱處理
熱處理出產(chǎn)構成的廢水、廢氣、廢鹽、粉塵、噪聲無油軸承及電磁輻射等均會對環(huán)境構成污染。處理熱處理的環(huán)境污染疑問，實施清洗熱處理（或稱綠色環(huán)保熱處理）是發(fā)達國家熱處理技能展開的方向之一。為削減SO2、CO、CO2、粉塵及煤渣的排放，已根本根絕運用煤作燃料，重油的運用量也越來越少，改用輕油的居多，天然氣仍然是最理想的燃料。焚燒爐的廢熱運用已到達很高的程度，焚燒自潤滑軸承器構造的優(yōu)化和空-燃比的嚴厲操控確保了合理焚燒的前提下，使NOX和CO下降到最低極限；運用氣體滲碳、碳氮共滲及真空熱處理技能替代鹽浴處理以削減廢鹽及含CN-有毒物對水源的污染；選用水溶性構成淬火油替代有些淬火油，選用生物可降解植物油替代有些礦物油以削減油污染。
（2）精細熱處理{TodayHot}
精細熱處理有兩方面的意義：一方面是依據(jù)零件的運用請求、資料、構造尺度，運用物理冶金常識及領先的計算機模擬和檢查技能，優(yōu)化技能參數(shù)，到達所需的功能或最大極限地表現(xiàn)資料的潛力；另一方面是充沛確保優(yōu)化技能的安穩(wěn)性，完結產(chǎn)品質(zhì)量分散度很?。ɑ驗榱悖┘盁崽幚砘?yōu)榱恪?/span>
（3）節(jié)能熱處理
科學的出產(chǎn)和動力管理是動力有用運用的最有潛力的要素，樹立專業(yè)熱處理廠以確保滿負荷出產(chǎn)、充沛表現(xiàn)設備才能是科學管理的挑選。在熱處理動力構造方面，優(yōu)先挑選一次動力；充沛運用廢熱、余熱；選用耗能低、周期短的技能替代周期長、耗能大的技能等。
（4）少無氧化熱處理
由選用維護氛圍加熱替代氧化氛圍加熱到準確操控碳勢、氮勢的可控氛圍加熱，熱處理后零件的功能得到前進，熱處理缺陷如脫碳、裂紋等大大削減，熱處理后的精加工留量削減，前進了資料的運用率和機加工功率。真空加熱氣淬、真空或低壓滲碳、滲氮、氮碳共滲及滲硼等可顯著改進質(zhì)量、削減畸變、前進壽數(shù)。
軸承零件的熱處理質(zhì)量操控在全部機械職業(yè)是最為嚴厲的。軸承熱處理在過去的20來年里取得了很大的前進，首要表如今以下幾個方面：熱處理基礎理論的研討；熱處理技能及運用技能的研討；新式熱處理配備及有關技能的開發(fā)。
1、高碳鉻軸承鋼的退火高碳鉻軸承鋼的球化退火是為了獲得均勻分布在鐵素體基體上的細小，均勻，圓形的碳化物顆粒排列，為今后的冷加工和最終淬火回火做好準備。傳統(tǒng)的球化退火技術是將爐子在略高于Ac1的溫度下冷卻（例如GCr15的660~810℃），然后緩慢冷卻（25℃/ h）至650℃以下。技術熱處理時間較長（20h以上）[1]，退火后碳化物顆粒不均勻，影響未來的冷加工和最終的淬火回火布置和功能。之后，根據(jù)過冷奧氏體的變化特性，開發(fā)等溫球化退火技術：加熱后，快速冷卻至Ar1（690~720℃）以下的溫度范圍進行等溫，并完成等溫過程{HotTag}更換完成后，可將鐵氧體和碳化物的主體直接冷卻。這項技能的優(yōu)點是節(jié)省熱處理時間（所有技能約為12~18h），排列中的碳化物細膩均勻。另一種省時的技術是重復球化退火：首先加熱到810℃后，將其冷卻到650℃，然后加熱到790℃，然后冷卻到650℃進行空氣冷卻。雖然這種技能可以節(jié)省某些時刻，但技能操作更復雜。
2、高碳鉻軸承鋼的馬氏體淬回火
2.1、慣例馬氏體淬回火的安排與功能
近20年來，慣例的高碳鉻軸承鋼的馬氏體淬回火技能的展開首要分兩個方面：一方面是展開淬回火技能參數(shù)對安排和功能的影響，如淬回火過程中的安排改變、剩余奧氏體的分化、淬回火后的耐性與疲憊功能等[2~10]；另一方面是淬回火的技能功能，如淬火條件對尺度和變形的影響、尺度安穩(wěn)性等[11~13]。
慣例馬氏體淬火后的安排為馬氏體、剩余奧氏體和未溶（殘留）碳化物構成。其間，馬氏體的安排形狀又可分為兩類：在金相顯微鏡下（放大倍數(shù)通常低于 1000倍），馬氏體可分為板條狀馬氏體和片狀馬氏體兩類典型安排，通常淬火后為板條和片狀馬氏體的混合安排，或稱介于二者之間的中間形狀—棗核狀馬氏體（軸承職業(yè)上所謂的隱晶馬氏體、結晶馬氏體）；在高倍電鏡下，其亞構造可分為位錯纏結和孿晶。其詳細的安排形狀首要取決于基體的碳含量，奧氏體溫度越高，初始安排越不安穩(wěn)，則奧氏體基體的碳含量越高，淬后安排中剩余奧氏體越多，片狀馬氏體越多，尺度越大，亞構造中孿晶的比例越大，且易構成淬火顯微裂紋。通常，基體碳含量低于0.3%時，馬氏體首要是位錯亞構造為主的板條馬氏體；基體碳含量高于0.6%時，馬氏體是位錯和孿晶混合亞構造的片狀馬氏體；基體碳含量為 0.75%時，出現(xiàn)帶有顯著中脊面的大片狀馬氏體，且片狀馬氏體成長時相互撞擊處帶有顯微裂紋。與此同時，隨奧氏體化溫度的前進，淬后硬度前進，韌性下降，但奧氏體化溫度過高則因淬后剩余奧氏體過多而致使硬度下降。
慣例馬氏體淬火后的安排中剩余奧氏體的含量通常為6~15%，剩余奧氏體為軟的亞安穩(wěn)相，在必定的條件下（如回火、自然時效或零件的運用過程中），其失穩(wěn)發(fā)作分化為馬氏體或貝氏體。分化帶來的結果是零件的硬度前進，耐性下降，尺度發(fā)作變化而影響零件的尺度精度乃至正常作業(yè)。對尺度精度請求較高的軸承零件，通常希望剩余奧氏體越少越好，如淬火后進行補充水冷或深冷處理，選用較高溫度的回火等[12~14]。但剩余奧氏體可前進耐性和裂紋擴展抗力，必定的條件下，工件表層的剩余奧氏體還可下降觸摸應力集中，前進軸承的觸摸疲憊壽命，這種情況下在技能和資料的成分上采納必定的辦法來保存必定量的剩余奧氏體并前進其安穩(wěn)性，如參加奧氏體安穩(wěn)化元素Si、Mn,?進行安穩(wěn)化處理等 [15,16]。
2.2、慣例馬氏體淬回火技能
慣例高碳鉻軸承鋼馬氏體淬回火為：把軸承零件加熱到830~860℃保溫后，在油中進行淬火，以后進行低溫回火。淬回火后的力學功能除淬前的初始安排、淬火技能有關外，還很大程度上取決于回火溫度及時刻。隨回火溫度增加和保溫時刻的延長，硬度下降，強度和耐性前進。可依據(jù)零件的作業(yè)請求挑選適宜的回火技能：GCr15鋼制軸承零件：150~180℃；GCr15SiMn鋼制軸承零件：170~190℃。對有特殊請求的零件或選用較高溫度回火以前進軸承的運用溫度，或在淬火與回火之間進行-50~-78℃的冷處理以前進軸承的尺度穩(wěn)定性，或進行馬氏體分級淬火以安穩(wěn)剩余奧氏體取得高的尺度安穩(wěn)性和較高的耐性。
不少專家對加熱過程中的改變進行了研討[2，7~9,17]，如奧氏體的構成、奧氏體的再結晶、殘留碳化物的散布及運用非球化安排作為初始安排等。
G. Lowisch等[3，8]兩次奧氏體化后淬火的軸承鋼100Cr6的機械性能進行了研討：首要，進行1050℃奧氏體化并快冷至550℃保溫后空冷，得到均勻的細片狀珠光體，隨后進行850℃二次奧氏體化、淬油，其淬后安排中馬氏體及碳化物的尺度細微、馬氏體基體的碳含量及剩余奧氏體含量較高，經(jīng)過較高溫度的回火使奧氏體分化，馬氏體中分出很多的微細碳化物，下降淬火應力，前進硬度、強耐性和軸承的承載才能。在觸摸應力的效果下，其功能怎么，需進行進一步的研討，但可估測：其觸摸疲憊功能應優(yōu)于慣例淬火。
酒井久裕等 [7]對循環(huán)熱處理后的SUJ2軸承鋼的顯微安排及機械功能進行了研討：先加熱到1000℃保溫0.5h使球狀碳化物固溶，然后，預冷至850℃淬油。接著重復1~10次由疾速加熱到750℃、保溫1min后油冷至室溫的熱循環(huán)，最終疾速加熱到680℃保溫5min油冷。此時安排為超細鐵素體加細密的碳化物（鐵素體晶粒度小于2μm、碳化物小于0.2μm），在710℃下出現(xiàn)超塑性（斷裂延伸率可到500%），可運用資料的這一特性進行軸承零件的溫加工成型。最終，加熱到800℃保溫淬油并進行160℃回火。經(jīng)這種處理后，觸摸疲憊壽數(shù)L10比慣例處理大幅度前進，其失效方式由慣例處理的前期失效型變?yōu)槟p失效型。
軸承鋼經(jīng)820℃奧氏體化后在250℃進行短時分級等溫空冷，接著進行180℃回火，可使淬后的馬氏體中碳濃度散布更為均勻，沖擊耐性比慣例淬回火前進一倍。