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轴承热处理关键问题与技术工艺方法 2019/10/7 10:36:05
轴承热处理关键问题与技术工艺方法

    如果热处理不当,轴承 热处理是轴承厂家的核心关键工艺之一,热处理工艺和原材料的物性决定了轴承最后的硬度,硬度均匀性,耐磨性和接触疲劳寿命。将会出现哪些问题呢?


热处理变形

    轴承零件在热处理时,存在有热应力和组织应力,这种内应力能相互叠加或部分抵消,是复杂多变的,因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小的变化而变化,所以热处理变形是难免的。认识和掌握它的变化规律可以使轴承零件的变形(如套圈的椭圆、尺寸涨大等)置于可控的范围,有利于生产的进行。当然在热处理过程中的机械碰撞也会使零件产生变形,但这种变形是可以用改进操作加以减少和避免的。


过热

    从轴承零件粗糙口上可观察到淬火后的显微组织过热。但要确切判断其过热的程度必须观察显微组织。若在GCr15钢的淬火组织中出现粗针状马氏体,则为淬火过热组织。形成原因可能是淬火加热温度过高或加热保温时间太长造成的全面过热;也可能是因原始组织带状碳化物严重,在两带之间的低碳区形成局部马氏体针状粗大,造成的局部过热。过热组织中残留奥氏体增多,尺寸稳定性下降。由于淬火组织过热,钢的晶体粗大,会导致零件的韧性下降,抗冲击性能降低,轴承的寿命也降低。


欠热

    淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生超过标准规定的托氏体组织,称为欠热组织,它使硬度下降,耐磨性急剧降低,影响轴承寿命。


软点

    由于加热不足,冷却不良,淬火操作不当等原因造成的轴承零件表面局部硬度不够的现象称为淬火软点。表面脱碳一样可以造成表面耐磨性和疲劳强度的严重下降。


表面脱碳

    轴承零件在热处理过程中,如果是在氧化性介质中加热,表面会发生氧化作用使零件表面碳的质量分数减少,造成表面脱碳。表面脱碳层的深度超过最后加工的留量就会使零件报废。表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显微硬度法。


淬火裂纹

    轴承零件在淬火冷却过程中因内应力所形成的裂纹称淬火裂纹。造成这种裂纹的原因有:由于淬火加热温度过高或冷却太急,热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度;工作表面的原有缺陷(如表面微细裂纹或划痕)或是钢材内部缺陷(如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等)在淬火时形成应力集中;严重的表面脱碳和碳化物偏析;零件淬火后回火不足或未及时回火;前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。


    总之,造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种,内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。


轴承热处理.jpg


热处理工艺方法:


    1、通过淬火、清洗、回火温度及时间等工艺参数的调整、控制,减少轴承套圈中残余奥氏体的含量,提高轴承套圈零件的强韧性、耐磨性,控制其膨胀系数在要求的范围内,可提高轴承多次装机后噪音不升高的性能,同时也提高了轴承的可靠性及使用寿命;


    2、利用网带炉结构特点,通过淬火温度及油温的调整、控制,减少轴承套圈零件淬火时的热应力,可大大降低薄壁、大尺寸型号轴承套圈零件的变形量;


    3、亦可采用正火、高温回火等预备热处理方法来弥补与国外轴承钢材质的差距,对提高轴承的可靠性及寿命有一定效果,但会增加一些生产成本,公司有条件时采用,也可做为一种应急方法;


    4、采用渗碳、碳氮共渗、冷处理、离子注入、表面涂覆、中频淬火、贝氏体等温淬火等先进的热处理工艺,可显著提高轴承套圈零件冲击韧性、显微硬度、接触疲劳寿命、耐磨性和使用寿命,公司有条件时,可利用这些热处理技术开发新轴承产品;


    5、四定:“定操作人员、定热处理设备、定工艺规程、定作业指导书”,是轴承套圈零件热处理质量保证的重要措施,只有操作者严格按工艺规程、作业指导书规范操作,才能确保轴承套圈零件的热处理质量;


    6、把复杂的热处理技术规范化、标准化、简单化,编制的工艺规程、作业指导书力求简洁、易懂,使热处理操作者明白工作该怎么做,怎样才算做好了。


    总之,提高轴承套圈零件热处理质量的方法有很多,是一个复杂的系统工程。目前,应根据公司具体情况,围绕“质量、成本、周期 = 过程改进金三角”的定律,在减少轴承套圈零件变形量、提高寿命方面应重点从“人、机、料、法、环”五个方面做好热处理的过程质量控制。其中,操作者持证上岗、炉温、槽液、检测仪器进行定期校验,化验,确保炉温准确均匀,加热时间准确,槽液合格,检测仪器准确等热处理过程质量控制至关重要。

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