我国轴承零件热处理现状及对策
热处理中的轴承热处理技术
热处理中的轴承热处理技术轴承是机械工业中不可或缺的部分，它的质量直接影响到机器的性能和使用寿命。
轴承的热处理技术是制造高品质轴承的重要一环。
本文将讨论热处理中的轴承热处理技术。
1. 热处理的定义和目的热处理是指将金属制品加热到一定温度，保持一定时间，然后冷却至室温的工艺。
热处理的目的是改变金属材料的组织结构、性质和形状，以获得满足设计要求的性能指标。
在轴承的热处理中，应用最为广泛的是淬火、回火、正火和表面强化等方法。
而这些方法选择的依据则是轴承所要求的性能和工作条件。
2. 淬火技术淬火是一种将金属加热至高温，然后在水或油中迅速冷却的热处理方法。
淬火的目的是将钢的组织变为马氏体，增加硬度和强度。
在轴承的热处理中，淬火主要应用于内、外圈和滚子等零件的加工。
淬火后的零件硬度高、耐磨性好、抗疲劳性能强。
但另一方面，淬火的缺点是易产生裂纹和变形，从而影响轴承的使用效果。
因此，在轴承淬火的过程中，需经过多次淬火和回火操作，以减少材料的内部应力和变形，从而保证轴承的品质。
3. 回火技术回火是指在淬火后，将零件再次加热到中低温度，并保温一定时间，然后迅速冷却的热处理方法。
回火的目的是消除淬火后产生的内应力和提高零件的韧度和韧性。
在轴承的热处理中，回火主要应用于内、外圈及滚子等零件，以消除淬火过程中产生的内应力和提高零件的韧性。
回火的加热温度和保温时间的选择应根据不同材料的工作条件和性能要求来决定。
4. 正火技术正火是指将零件加热至一定温度，然后进行持续保温，最后冷却的热处理方法。
正火的目的是使零件的组织达到均匀化，提高零件的强度和韧性。
在轴承的热处理中，正火通常应用于轴承外壳零件的加工。
正火的加热温度和保温时间的选择应根据材料的性能进行确定，以达到设计要求。
5. 表面强化技术表面强化是指在材料表面形成一层用于提高材料表面耐磨性和抗疲劳性的物理、化学、热力学或机械层。
表面强化一般分为热处理、渗碳、硝化、电火花加工和喷涂等。
改善热处理质量提高轴承寿命
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第２ ８卷
下 连续工 作 ， 同时 它 的工 作 环境 比较 恶劣 ， 以要 所 求 这类轴 承 在制造 时 必须有 较 高 的抗 塑性 变 形能 力 ， 的摩擦 磨损 ， 的旋转 精度 、 的 尺寸精 度 、 少 好 高 好 的尺寸稳定 性 以及较 长 的使 用寿命 ，这其 中有
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１ 前 言
随 着 国民经 济 的发展 ，国 内用 户对轴 承 的性
矿 山机 械设 备 使 用 的 轴 承是 多种 多 样 的 ， 其
轴承零件经热处理后会出现哪些问题
轴承零件经热处理后会出现哪些问题轴承零件经热处理后常见的质量缺陷有：淬火显微组织过热、欠热、淬火裂纹、硬度不够、热处理变形、表面脱碳、软点等。
1.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。
过热严重甚至会造成淬火裂纹。
2.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。
3.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。
淬火裂纹深而细长，断口平直，破断面无氧化色。
它在轴承套圈上往往是纵向的平直裂纹或环形开裂;在轴承钢球上的形状有S形、T形或环型。
淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳现象，明显区别与锻造裂纹和材料裂纹。
4.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。
我国轴承零件热处理现状及对策
我国轴承零件热处理现状及对策随着主机的高速化、轻量化，轴承的工作条件更加苛刻，对轴承的性能要求越来越高，如更小的体积、更轻的质量、更大的承载容量、更高的寿命和可靠性等。
其中，国产轴承的寿命和可靠性成为近年来越来越突出的问题，开发热处理新技术、提高热处理质量一直是国内外轴承生产企业及相关企事业单位关注的课题。
本文对近年来来年热处理技术的进展进行综述，以期对我国的轴承行业相关人员有所借鉴。
1. 高碳铬轴承钢的退火高碳铬轴承钢的理想退火组织是铁素体基体上分布着细、小、匀、圆的碳化物颗粒的组织，为以后的冷加工及最终的淬回火作组织准备。
目前，除少数企业使用周期式设备外，普遍使用的是无保护气氛的单通道推杆式等温退火炉。
退火的组织和硬度控制已比较成熟可靠，可较容易地把退火组织控制在JB1255标准中的2～3级或细点组织。
存在的问题是能耗偏高、退火后氧化脱碳严重。
近年来，从节能的角度出发，开发了油电复合加热等温退火炉、双室首尾并置（水平或上下）的等温退火炉，节能效果显著，应大力推广；同时，随着毛坯精密成形工艺和设备的出现，开始采用氮基保护气氛等温退火炉，以减少退火过程中的氧化脱碳，降低原材料的消耗和机加工成本。
2. 高碳铬轴承钢的马氏体淬回火常规的高碳铬轴承钢马氏体淬回火工艺的发展主要分3个方面：一是开展淬回火工艺参数对组织和性能影响的基础性研究，如淬回火过程中的组织转变、残余奥氏体的分解、淬回火后的韧性与疲劳性能等；二是淬回火的工艺性能的研究，如淬火条件对尺寸和变形的影响、尺寸稳定性等；三是取缔氧化或保护气氛加热，推广可控气氛加热。
2.1 组织与性能常规马氏体淬火后的组织为马氏体、残余奥氏体和未溶（残留）碳化物组成。
轴承钢淬火后马氏体基体含碳量为0.55%左右，组织形态一般为板条和片状马氏体的混合组织，或称介于二者之间的中间形态—枣核状马氏体，轴承行业上所谓的隐晶马氏体、结晶马氏体；其亚结构主要为位错缠结以及少量的孪晶。
谈轴承热处理的质量和新技术的研发
谈轴承热处理的质量和新技术的研发摘要：当前轴承钢的质量满足了市场需求。
轴承钢工艺及技术要求已全部实现了国家标准，因此本篇文章重点针对于轴承的基本构造特征，以及对轴承用钢热处理技术的基本需求，重点阐述了轴承零件的热处理工艺、轴承热处理的主要工艺问题，以及技术改善方法。
关键词：轴承热处理；质量缺陷；新技术研发引言：轴承钢作为基础零件，良好的热加工性能是增加轴承结构寿命的关键措施。
影响轴承的热处理品质的主要原因包括：原材料的冶金品质、铸造技术和预备热处理技术，还有最终热处理的装备、技术以及淬火的高温冷却材料的选用等。
而对相关企业来说，其热处理品质也受到了足够的关注，为了提高轴承热处理的质量以及新技术研发，需要展开深入探究。
1轴承热处理的概述轴承钢是用来制作滚动轴承的滚动体和套圈，考虑到轴承钢的使用，轴承钢需要具有长时间的使用寿命，具有耐用性以及较好的质量，同时其刚度也需要符合相关标准，保持较低的噪音，具备一定的耐腐蚀性能等，而为满足这些特性需要，对轴承钢的化学结构均匀度、非金属材料中掺杂的数量和种类、碳化物颗粒尺寸和分布状态、脱碳性能等均规定了要求。
滚轮支座零件通常为点接触或线接触的机械构件，需要经受一定的压力，会导致遭受挤压或者剪切状况，在这种环境下需要保持长时间的正常工作，其作用部位通常是在机械的核心或滑膜关节上的核心部分。
所以，机械的准确度、寿命和稳定性都在很大程度上取决于滚轮支座。
针对于各种机械运动的支撑，应用环境较为复杂，因此，不论是普通轴承还是特种专用轴承，它对其寿命、效率和稳定性都有着高度的要求。
但是，对轴承使用的影响因素较多，其中轴承的构成材料尤为重要，还有热处理技术也会影响轴承的耐用性。
轴承的结构特性和工作状态，要求轴承的原材料具有一定的硬度，同时具备较好的耐磨性能以及耐腐蚀性能，也需要根据实际使用环境，准备合适的尺寸。
一般规定轴承的为了符合这些要求，对轴承所使用钢的冶金要求也就必须符合严格的物理化学组成，同时还有严格的碳化物不均衡性的要求；而且，也可能存在外观与内部缺陷。
轴承回火不充分的热处理返工
如果轴承的回火不充分，可以考虑以下几种方法进行返工处理：
1. 重新回火：将轴承重新加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却。
这可以帮助消除内部应力并改善材料的韧性。
2. 调整回火温度和时间：如果之前的回火温度或时间不足，可以适当提高温度或延长时间来达到更好的效果。
但需要注意避免过度回火，以免影响轴承的硬度和强度。
3. 采用二次回火：在第一次回火后，再次进行回火处理。
这可以进一步降低内部应力，并提高轴承的韧性和稳定性。
4. 进行局部回火：如果轴承的某个区域回火不充分，可以针对该区域进行局部回火处理。
这可以通过局部加热和冷却来实现。
5. 咨询专业人士：如果对回火处理不确定或存在困难，建议咨询专业的热处理工程师或相关技术人员，以获取更准确的建议和指导。
需要注意的是，在进行任何热处理返工之前，必须仔细评估轴承的材料和使用条件，以确保处理方法的可行性和有效性。
同时，正确的操作和设备也是保证处理效果的关键。
轴承热处理、滚动体专用设备研发成果及发展趋势
，
舟电炉有限公司近年来在传统等温
球化退火炉基础上开发研制的轴承
锻件退火专用设备 ，是一 种适 用于
了滚动体成品质量 此外， 相关技术也越来越受到人们的重视， 随着对产 品精度要求的不断提高 已研发出新一代磨具磨料， 如钢球研磨板、 研磨
。
，
液
、
轴承行业大批量连续生产的新型退
火炉。
树脂砂轮、滚子外径超精油石、切削液等。 因此 通过 六五 ”及 ｔ ・ ｔ ，期间广大科技人 员的共 同努力 ， 国 十五 ， 我
， ，
已基本具备定一个水平的成套轴承滚动体的制造技术和相应的工艺装备
３国内 ． 外轴承热处理专用设
而且有的 设备在精度和性能方面已 达到或接近国 业发达国 外工 家同 类产品
备发展趋势
（） １国内轴承热处理专用设备发
水平。
２ 滚动体专用设备、 仪器改进和研发成果
．
展趋势 发展和应用贝氏体等温淬 火工艺装备；轴承采用贝氏体等温
基础上，国内已开发研制成功可控
气氛网带炉生产线和可控气氛铸链
炉生产线，并 已系列化生产。目前 中小型轴承套圈的新增热处理装备
基本都是采用这两种生产线，其工 艺和质量水平与国外先进水平相当。 随着技术改造的持续进行，它们将
பைடு நூலகம்
逐步取代原有的输送带炉生产线、
震底炉生产线、 箱式炉等落后炉型。
靠性 。
：嘉
钢 动 机 改 传 开 料 ，闭筒 、 球 冷 系 变 统 式 方采 式 切 自墩 列 了 的 切 式 套
钳送料 、 上冲模座 与机 身固定 ，与 主滑块 分离 、 自动强迫润滑 、 封ｌ 全 全 羽
滚动轴承的热处理
滚动轴承的热处理目的：提高滚动轴承强度、韧性、耐磨性、抗疲劳强度以及良好的尺寸稳定性。
同时通过特殊的热处理是其具有耐腐蚀、耐高温，防磁等特性。
常用的热处理方式有：退火（Th），它是将金属加热到所需的温度并经过一定时间的保温，然后再缓慢冷却（一般是随炉冷却），退火可降低金属的硬度和脆性，增加塑性，消除内应力等。
正火（Z），它是将金属加热到临界温度以上，并经过一定时间的保温，然后在静止的空气中冷却。
正火可以细化晶粒，改善机械性能鱼切削性能。
淬火（C）,它是将金属加热到所需温度，保温后放入淬火剂中冷却，是温度骤然降低。
淬火可增加金属的硬度，但会降低其塑性。
回火，它是将淬火后的金属重新加热到一定的温度然后再用一定的方式进行冷却。
根据回火温度的不同回火可分为，高温回火，中温回火以及低温回火。
回火的目的是为了消除因淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以获得所需的机械性能。
调质，即是所说的淬火加高温回火，这样可以得到所需的强度和韧性。
经过调质处理的钢一般叫调质钢，多指中碳钢和中碳合金结构钢。
钢中的主要金相组织：奥氏体（A）它是碳溶于γ-Fe中形成的固溶体，具有面心立方结构，溶碳能力较铁素体强，机械性能随含碳量的变化而变化，由于它是固溶体，所以不论含碳多少，塑性都很好，而且无磁性。
碳素钢在727°C以上平衡组织中才能看见奥氏体，在有些合金钢中，由于合金元素的作用，在室温下也能得到奥氏体。
铁素体（F）它是碳溶于α-Fe中形成的固溶体，具有体心立方结构，溶碳能力极小，所以也叫纯铁体。
其性能也与纯铁极为相似，即强度、硬度很低，塑性韧性很高，在768°C一下又磁性。
渗碳体（Fe3C）,铁与碳形成的化合物，含碳高达6.69%，晶格结构很复杂，其硬度大脆性大，强度低塑性几乎为零。
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2.3.1淬火变形的控制
淬火加热设备基本采用了保护气氛或可控气氛，可以保证不脱碳，或根据需要进行复碳或渗碳，从而可以大大压缩热处理后的加工余量。但加工余量的可压缩程度往往又受到淬火变形的制约。目前，淬火变形（尤其是畸变）成为控制加工余量的主要因素；且对密封防尘轴承的套圈，淬火畸变将影响防尘盖的压入，进而影响密封性能。因此，减小淬火畸变或实现零畸变将是常规马氏体淬火需要解决的主要问题。因影响淬火畸变的因素繁多，变形的机理较为复杂，所以，每个生产厂家应根据自身的设备和产品特点等多方面的因素，从生产实践中探索出一些控制畸变的、行之有效的措施，如控制工件的摆放、入油方式、淬火油及油温、搅拌等，实现少、无畸变淬火。
1.高碳铬轴承钢的退火
高碳铬轴承钢的理想退火组织是铁素体基体上分布着细、小、匀、圆的碳化物颗粒的组织，为以后的冷加工及最终的淬回火作组织准备。目前，除少数企业使用周期式设备外，普遍使用的是无保护气氛的单通道推杆式等温退火炉。退火的组织和硬度控制已比较成熟可靠，可较容易地把退火组织控制在JB1255标准中的2～3级或细点组织。存在的问题是能耗偏高、退火后氧化脱碳严重。近年来，从节能的角度出发，开发了油电复合加热等温退火炉、双室首尾并置（水平或上下）的等温退火炉，节能效果显著，应大力推广；同时，随着毛坯精密成形工艺和设备的出现，开始采用氮基保护气氛等温退火炉，以减少退火过程中的氧化脱碳，降低原材料的消耗和机加工成本。
2.1组织与性能
常规马氏体淬火后的组织为马氏体、残余奥氏体和未溶（残留）碳化物组成。轴承钢淬火后马氏体基体含碳量为0.55%左右，组织形态一般为板条和片状马氏体的混合组织，或称介于二者之间的中间形态—枣核状马氏体，轴承行业上所谓的隐晶马氏体、结晶马氏体；其亚结构主要为位错缠结以及少量的孪晶。随淬火温度升高或保温时间延长，组织形态逐步由隐晶→结晶→细小针状过度。一般淬火后的正常组织为隐晶+结晶+细小针状马氏体的混合物。一旦出现大量明显的针状马氏体，则组织为不合格组织，应设法避免。
目前，国外的轴承普遍采用所谓的个性化设计，即供应轴承前对轴承的工况条件进行调查，针对工况开展针对性设计，对热处理质量也提出针对性的要求，已使轴承寿命最长。国内对轴承零件的热处理要求统一按JB1255控制，相对较为粗犷，非个性化。应针对轴承工况细化要求，并注意内外圈与滚动体的硬度匹配。
2.2常规马氏体淬火的发展动向
我国轴承零件热处理现状及对策
随着主机的高速化、轻量化，轴承的工作条件更加苛刻，对轴承的性能要求越来越高，如更小的体积、更轻的质量、更大的承载容来越突出的问题，开发热处理新技术、提高热处理质量一直是国内外轴承生产企业及相关企事业单位关注的课题。本文对近年来来年热处理技术的进展进行综述，以期对我国的轴承行业相关人员有所借鉴。
贝氏体组织的突出特点是冲击韧性、断裂韧性、耐磨性、尺寸稳定性好，表面残余应力为压应力。因此适用于装配过盈量大、服役条件差的轴承，如承受大冲击负荷的铁路、轧机、起重机等轴承，润滑条件不良的矿山运输机械或矿山装卸系统、煤矿用轴承等。高碳铬轴承钢BL等温淬火工艺已在铁路、轧机轴承上得到成功应用，取得了较好效果。
2.高碳铬轴承钢的马氏体淬回火
常规的高碳铬轴承钢马氏体淬回火工艺的发展主要分3个方面：一是开展淬回火工艺参数对组织和性能影响的基础性研究，如淬回火过程中的组织转变、残余奥氏体的分解、淬回火后的韧性与疲劳性能等；二是淬回火的工艺性能的研究，如淬火条件对尺寸和变形的影响、尺寸稳定性等；三是取缔氧化或保护气氛加热，推广可控气氛加热。
关于淬回火对性能的影响，国内外也进行了大量研究。洛阳轴承研究所在20世纪80年代开展了“GCr15钢热处理工艺的研究”。研究结果表明：淬火加热为835~865℃、回火为150~180℃時，能获得较好的综力学性能和接触疲劳寿命，845℃淬火時，压碎载荷最高，疲劳寿命最长；随回火温度升高和保温时间的延长，硬度下降，强度和韧性提高。对有特殊要求的零件或采用较高温度回火以提高轴承的使用温度，或在淬火与回火之间进行-50~-78℃的冷处理以提高轴承的尺寸稳定性，或进行马氏体分级淬火以稳定残余奥氏体获得高的尺寸稳定性和较高的韧性。轴承钢淬火加热后在250℃进行短时分级等温空冷，接着进行180℃回火，或在马氏体转变温度等温（马氏体等温淬火），可使淬后的马氏体中碳浓度分布更为均匀，增加稳定的残余奥氏体量，冲击韧性比常规淬回火提高一倍。
3.贝氏体等温淬火
贝氏体等温淬火是近年来国内轴承行业研究的热点。自20世纪80年代开始，洛阳轴承研究所与重庆轴承厂合作，开始了贝氏体等温淬火在铁路轴承上的应用研究，随后与沙河轧机轴承厂开展了贝氏体等温淬火在轧机轴承上的应用研究，均取得了良好的效果，并在JB1255-1991中引入贝氏体等温淬火相关的推荐性技术要求。同时，轴承行业也开始了贝氏体等温淬火的推广应用研究。借助于国家“八五”重点企业技术开发项目“铁路客车轴承”，有关单位对贝氏体等温淬火的组织与性能进行了较为系统的研究，并成功地应用于准高速铁路轴承的生产中。2001年在修订JB1255时，正式将贝氏体等温淬火的技术内容列入标准正式条文。贝氏体淬火工艺在轧机、机车、铁客等轴承上得到较为广泛的推广应用。
2.3.2残余应力及残余奥氏体的控制和评定
我国目前的热检标准中，对残余应力和残余奥氏体没有评定指标限制。大量的研究表明：残余应力影响零件的接触疲劳性能、韧性和磨削裂纹，适当的残余压应力可以提高接触疲劳寿命、防止磨削及安装裂纹的产生；残余奥氏体降低尺寸稳定性，其影响程度与残余奥氏体本身的稳定性、数量和存在部位有关。但适量的残余奥氏体可以提高断裂韧性和接触疲劳性能。多家国外的著名轴承公司已把残余应力和残余奥氏体列入热处理控制指标。因此，进一步开展残余应力和残余奥氏体对热处理后性能的影响及其机理的研究、开展淬回火工艺对残余应力和残余奥氏体影响的研究，进而根据轴承的工况提出残余应力和残余奥氏体的控制指标等等，将是我国轴承行业热处理研究的主要方向之一。