轴承热处理(国外)

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国内外轴承制造技术对比分析

国内外轴承制造技术对比分析

国内外轴承制造技术对比分析轴承制造技术是保证轴承寿命和可靠性得以实现并充分发挥其设计潜能的重要手段。

在轴承零件中,对产品性能影响较大的零件是滚动体和套圈,因此,套圈和滚动体制造技术直接影响着轴承的可靠性和使用寿命。

本文就国内外轴承套圈和滚动体的制造技术进行粗浅的对比分析,谬误之处请同行多多指正。

一、轴承套圈制造技术套圈的一般加工过程为:锻造加工→车削加工→热处理加工→磨超加工。

1、套圈锻造加工。

通过锻造加工消除金属内在缺陷,改善金相组织,使金属流线分布合理,金属紧密度好,从而提高轴承的使用寿命。

同时锻造质量水平,对产品的材料利用率和机械加工成本有重要影响。

目前,国内套圈锻造加工以热锻加工为主,就个体而言,我国的套圈锻造技术在某些企业的某些产品中已达到国外先进水平(或已采用先进的制造设备和加工工艺,如采用了高速镦锻工艺),但普遍的水平是采用热锻加工,以压力机锻造→辗扩成形生产线为主。

锻造加热采用煤加热、煤气加热、油加热、具有一定经济实力的企业采用电加热。

加热火耗损失为1%~3%,表面脱碳层深度为0.3~0.4mm,材料利用率为40%~50%。

20世纪80年代,我国广东、浙江、江苏一些中小型企业,在小型轴承套圈上推广了冷挤压工艺,对外径80mm≤φ≤130mm的套圈采用了温挤工艺,φ≤80mm的套圈采用了冷辗扩工艺(目前行业上已扩大到φ≤150mm以下),材料利用率达到60%以上。

国外轴承企业在20世纪60~70年代,中小型套圈已普遍采用了温挤、冷挤和冷辗扩工艺,特别是高速镦锻工艺的普遍应用使生产效率有了明显提高,产品质量和材料利用率均有提高。

与国内普遍采用的锻造工艺相比,生产效率提高3~4倍,产品表面脱碳层深度≤0.2mm,产品加工余量是普通方法的75%~65%,公差是普通方法的50%,几何精度如圆度、平行差等是普通方法的50%,产品批质量水平较高。

2、套圈车削加工。

套圈车削加工承担着快速去除毛坯硬化层,去除多余金属量,经济地取得产品的形状、粗加工尺寸和几何位置精度的任务,对精加工表面均匀地、合理地留一定深度的留量,并加工好非工作表面。

常见国外轴承品牌

常见国外轴承品牌

常见国外轴承品牌1. SKF(瑞典)SKF是全球领先的轴承和密封件制造商,总部位于瑞典。

该公司成立于1907年,以其高质量和可靠性而闻名于世。

SKF的轴承产品广泛应用于各个行业,包括汽车、航空航天、能源、冶金等领域。

其产品包括球轴承、滚子轴承、圆锥滚子轴承等。

2. FAG(德国)FAG是德国的一个著名轴承制造商,其全名为Friedrich Fischer Aktien-Gesellschaft。

该公司成立于1883年,以其创始人弗里德里希·菲舍尔(Friedrich Fischer)的名字命名。

FAG的轴承产品在汽车、工程机械、机床等领域得到广泛应用。

其产品包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承、角接触球轴承等。

3. NSK(日本)NSK是日本的一家知名轴承制造商,全名为Nippon Seiko Kabushiki Kaisha。

该公司成立于1916年,以其高品质和可靠性而享有盛誉。

NSK的轴承产品广泛应用于汽车、电机、机床等领域。

其产品包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承、角接触球轴承等。

4. NTN(日本)NTN是日本的一家著名轴承制造商,全名为Nippon Toyo Bearing Co., Ltd。

该公司成立于1918年,以其高性能和可靠性而闻名。

NTN的轴承产品广泛应用于汽车、机械、电子设备等领域。

其产品包括球轴承、滚子轴承、圆锥滚子轴承等。

5. Timken(美国)Timken是美国的一家知名轴承制造商,总部位于俄亥俄州。

该公司成立于1899年,以其高质量和耐用性而著称。

Timken的轴承产品广泛应用于航空航天、汽车、机械等领域。

其产品包括球轴承、滚子轴承、圆锥滚子轴承等。

6. INA(德国)INA是德国的一家著名轴承制造商,全名为Ina Bearing Company Ltd。

该公司成立于1946年,以其高质量和创新性而受到赞誉。

INA的轴承产品广泛应用于汽车、机械、电子设备等领域。

其产品包括滚子轴承、滑动轴承、线性轴承等。

轴承钢热处理轴承钢材料检测

轴承钢热处理轴承钢材料检测

轴承钢热处理轴承钢材料检测一、常用轴承材料1、轴承钢的分类1)、铬轴承钢2)、无铬轴承钢3)、渗碳轴承钢4)、不锈轴承钢5)、高温轴承钢6)、防磁轴承钢2、我公司常用材料表1国内外牌号对照表二、轴承钢常用热处理轴承钢热处理轴承钢材料检测,正火是为了消除和改善锻造后的网状碳化物和粗片状珠光体组织。

gcr15的正火温度930-950℃,保温30-60分钟。

2高温扩散退火目的是减小钢材的显微偏析。

gcr15的扩散温度1180-1220℃,保温10小时以上。

3球化退火目的:1)为淬火提供良好的原始组织;2)降低硬度以便于切削加工;3)提高塑性,以便于冷拉等加工。

4去应力退火目的是消除加工应力,减小淬火变形和开裂。

550±10℃保温3-5小时取出空冷或650℃保温3-5小时随炉冷却至550℃后取出空冷。

5再结晶退火目的是消除冷变形引起的晶格扭曲、晶粒破碎或变形,消除冷变形引起的加工硬化和大的内应力。

gcr15的再结晶温度670-720℃,保温2-8小时,具体保温时间视装炉量多少而定。

6淬回火目的是为了提高钢的硬度、强度、耐磨性和接触疲劳强度,并通过以后的回火使钢获得优良的综合机械性能。

gcr15的淬火加热温度820-860℃,保温时间视具体情况而定。

三、高碳铬轴承钢高低倍组织的评定1低倍组织从任意6根圆钢的任意端各取1个试样进行检验。

将试样在温度为65~80℃、50%(质量分数)盐酸(工业用)水溶液中浸蚀25~40分钟,以正确显示钢的低倍组织为准,用目视或不大于10倍放大镜观察,按gb/t18254附录a第1、2和3级别图评定。

中心疏松的评级:主要依据试样中心部位的缺陷大小、数量、聚集程度以及占据的面积。

一般疏松的评级:主要根据试样面上缺陷的大小、数量、所占面积和树枝状晶的粗细程度。

偏析的评级:主要根据试样面上偏析带的组织疏松程度及偏析带的宽度。

经酸浸的试样面上应无缩孔、裂纹、皮下气泡、过烧、白点及有害夹杂物。

轴承热处理工艺

轴承热处理工艺
油 油 水 油 油 油 油 油 油
硬度 (HRC)
ffice ffice" />
回火方式 150~160℃3h,空冷
硬度 (HRC)
≥60
≥63 ≥63 ≥63 ≥63
150~160℃2~5h,空冷, 回火4次
150~170℃的油炉均热 2~5h,空冷
150~170℃的油炉均热 2~5h,空冷
150~170℃的油炉均热 2~5h,空冷
860℃预热,1055~1065℃淬火加热,淬火后 冷至室温,-78℃冷处理,温度回升至室 温,160℃回火3h 850~860℃淬火加热,油冷,160℃回火2h
850~860℃淬火加热,油冷,160℃回火2h
830~840℃淬火加热,油冷,160℃回火3h
830~840℃淬火加热,油冷,160℃回火3h 920±10℃渗碳,直接淬油(810℃),190
一、轴承钢的类型
类型 高碳铬不锈轴承钢
渗碳轴承钢
高碳铬轴承钢
钢号 9Cr18, 9Cr18Mo G20CrMo,G20CrNiMo, CG20rNi2Mo, G20Cr2Ni4,G10CrNi3Mo,G20Cr2Mn2Mo GCr6, GCr9, GCr9SiMn, GCr15, GCr15SiMn
≤269 ≤321
≤269
880~1000℃保温4-6h, 以15~30℃/h,冷至740℃再 以15~30℃/h,冷至600℃保温2-5h,,出炉空冷
197~241
850~870℃保温4-6h, 以30℃/h,冷至600℃,出炉 空冷
≤255
淬火
冷却
硬度 (HRC)
回火 回火方式
硬度 (HRC)
方式 油

轴承热处理、滚动体专用设备研发成果及发展趋势

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




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

轴承钢的热处理方法

轴承钢的热处理方法

.'.轴承钢的锻造及热处理工艺轴承钢全名叫滚动轴承钢,具有高的抗压强度与疲劳极限,高硬度,高耐磨性及一定韧性,淬透性好,对硫和磷控制极严,是一种高级优质钢,可做冷做摸具钢。

比重:7.81(一)轴承钢锻造温度(1)始锻温度:1150(1120)终缎温度:850(800)度。

(2)锻造前清除表面缺陷,尽量预热后在快速加热。

(3)温加工时,应避免200~400度的蓝脆区。

热加工时,应避免进入高温脆区(大于1250)。

应尽量避免进入热脆区(800~~950度)。

今日焦点:(二)锻后热处理(1)锻后————预先热处理(球化退火)————最终热处理(淬火+低温回火)(2)球化退火目的:降低硬度,便于加工,为淬火做准备。

球化退火过程:加热到750~~770度,保温一定时间,在缓慢冷却到600度以下空冷。

(3)各种轴承钢淬火+低温回火及硬度表钢号淬火温度及淬火介质低温回火硬度HRCGCr6 800~820 水或油150~170 62~64GCr9 800~830 水或油150~170 62~64GCr9SiMn 810~820 水或油150~160 62~64GCr15 820~846 油150~160 62~64 GCr15SiMn 800~840 油150~170 62~64(三)淬火及淬火介质(1)淬火颜色(经验) 白色最硬而脆,黄色硬而韧,兰色软而韧。

(2) 淬火介质 A 水:一般温度不超过40度,不得有油,肥皂等杂质。

B 盐及碱的水溶液:水中加百分之5~10的盐或碱。

盐溶液冷却速度是水的十倍,硬度高而均匀,但组织应力大,有一定的锈蚀作用。

温度小于60度。

碱溶液(苛性纳水溶液)腐蚀性大,适应范围小。

C 油:包括机油,锭子油,变压器油,柴油等。

可减小变形与开裂。

不适用碳钢。

油温度:在60~~80度,最高不超过100~120度。

(四)回火温度轴承钢采用低温回火。

温度:150~250度。

可在保持高硬度和高耐磨性的前提下,降低内应力和脆性,以免使用时崩裂或过早损坏。

轴承表面处理方法

轴承表面处理方法

轴承表面处理方法轴承表面处理方法引言:轴承作为机械装置中至关重要的部件,承担着传递力和减少摩擦损耗的关键作用。

为了确保轴承的可靠性和使用寿命,轴承表面处理成为了一项必要的工艺。

本文将深入探讨轴承表面处理的几种常见方法,并分享对这些方法的观点和理解。

一、机械加工1. 粗加工粗加工是轴承制造过程中的第一步,其目的是将轴承零件精确加工到允许有限的尺寸范围内。

通常使用车床、铣床等机械设备进行加工,以提供基本的几何形状和外观特征。

2. 精加工精加工是在轴承的基础上进行的进一步加工,以提高表面质量和精度。

它包括磨削、铣削、车削等工艺。

通过精加工,轴承的表面光洁度和尺寸精度得到了改善,满足了对高速旋转和高精度的要求。

二、热处理1. 灭火淬火灭火淬火是一种重要的热处理方法,目的是通过快速冷却来改善轴承的硬度和强度。

在加热至适当温度后,将轴承部件迅速放入淬火介质中进行冷却。

这样可以使轴承表面形成良好的组织结构,并提高其抗疲劳性和承载能力。

2. 温躯壳体淬火温躯壳体淬火是通过在加热阶段采用适当的保温和控温方式,使轴承局部达到淬火温度,然后迅速冷却。

这样可以使轴承表面硬度大幅提升,而保持核心部分的韧性。

温躯壳体淬火可以提高轴承的承载能力和表面耐磨性。

三、表面涂层1. 镀层镀层是在轴承表面加上一层金属材料或合金,以提高其抗磨损和耐腐蚀性能的方法。

常见的镀层材料有镍、铬、锌等。

镀层可以有效减少轴承与其他部件的直接接触,降低摩擦和磨损,并增加表面硬度和耐腐蚀性。

2. 涂层涂层是将一种特殊的涂料涂覆在轴承表面,以改善其摩擦性能和耐磨性。

常见的涂层材料有聚四氟乙烯(PTFE)、氮化硅等。

涂层可以提供低摩擦系数和良好的耐磨性,减少能量损耗和轴承的磨损。

四、磨削与抛光磨削与抛光是通过物理切削和磨粒磨擦的方式,使轴承表面得到更好的平滑度和光洁度。

这样可以减少表面粗糙度和不规则性,提高轴承的运转效率和寿命。

磨削与抛光过程需要精密的设备和工艺控制,以确保表面处理效果的一致性和稳定性。

轴承的热处理工艺步骤

轴承的热处理工艺步骤

轴承的热处理工艺步骤轴承热处理技能首要靠自己实习,热处理技能要联系炉型、装炉、冷却介质、工件大小、工件形状和工件技能需求等多要素有关。

不明白时,先查有关材料(比方热处理手册等),或讨教老师傅、做试验,然后再正式出产。

下面给你介绍一下热处理技能的一些基本概念,期望对你有所协助。

1、退火操作方法:将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度(能够查阅有关材料)后,通常随炉温缓慢冷却。

意图:1.下降硬度,进步塑性,改进切削加工与压力加工功能;2.细化晶粒,改进力学功能,为下一步工序做准备;3.消除冷、热加工所发生的内应力。

运用关键:1.适用于合金布局钢、碳素东西钢、合金东西钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不合格的原材料;2.通常在毛坯状况进行退火。

2、正火操作方法:将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度,保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。

意图:1.下降硬度,进步塑性,改进切削加工与压力加工功能;2.细化晶粒,改进力学功能,为下一步工序做准备;3.消除冷、热加工所发生的内应力。

运用关键:正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。

关于功能需求不高的低碳的和中碳的碳素布局钢及低合金钢件,也可作为最终热处理。

关于通常中、高合金钢,空冷可致使彻底或部分淬火,因而不能作为最终热处理工序。

3、淬火操作方法:将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上,保温一段时刻,然后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。

意图:淬火通常是为了得到高硬度的马氏体安排,有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时,则是为了得到单一均匀的奥氏体安排,以进步耐磨性和耐蚀性。

运用关键:1.通常用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢;2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力,但一起会构成很大的内应力,下降钢的塑性和冲击韧度,故要进行回火以得到较好的归纳力学功能。

4、回火操作方法:将淬火后的钢件从头加热到Ac1以下某一温度,经保温后,于空气或油、热水、水中冷却。

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轴承热处理(国外)热处理质量好坏直接关系着后续的加工质量以致最终影响零件的使用性能及寿命,同时热处理又是机械行业的能源消耗大户和污染大户。

近年来,随着科学技术的进步及其在热处理方面的应用,热处理技术的发展主要体现在以下几个方面:(1)清洁热处理热处理生产形成的废水、废气、废盐、粉尘、噪声及电磁辐射等均会对环境造成污染。

解决热处理的环境污染问题,实行清洁热处理(或称绿色环保热处理)是发达国家热处理技术发展的方向之一。

为减少SO2、CO、CO2、粉尘及煤渣的排放,已基本杜绝使用煤作燃料,重油的使用量也越来越少,改用轻油的居多,天然气仍然是最理想的燃料。

燃烧炉的废热利用已达到很高的程度,燃烧器结构的优化和空-燃比的严格控制保证了合理燃烧的前提下,使NOX和CO降低到最低限度;使用气体渗碳、碳氮共渗及真空热处理技术替代盐浴处理以减少废盐及含CN-有毒物对水源的污染;采用水溶性合成淬火油代替部分淬火油,采用生物可降解植物油代替部分矿物油以减少油污染。

(2)精密热处理精密热处理有两方面的含义:一方面是根据零件的使用要求、材料、结构尺寸,利用物理冶金知识及先进的计算机模拟和检测技术,优化工艺参数,达到所需的性能或最大限度地发挥材料的潜力;另一方面是充分保证优化工艺的稳定性,实现产品质量分散度很小(或为零)及热处理畸变为零。

(3)节能热处理科学的生产和能源管理是能源有效利用的最有潜力的因素,建立专业热处理厂以保证满负荷生产、充分发挥设备能力是科学管理的选择。

在热处理能源结构方面,优先选择一次能源;充分利用废热、余热;采用耗能低、周期短的工艺代替周期长、耗能大的工艺等。

(4)少无氧化热处理由采用保护气氛加热替代氧化气氛加热到精确控制碳势、氮势的可控气氛加热,热处理后零件的性能得到提高,热处理缺陷如脱碳、裂纹等大大减少,热处理后的精加工留量减少,提高了材料的利用率和机加工效率。

真空加热气淬、真空或低压渗碳、渗氮、氮碳共渗及渗硼等可明显改善质量、减少畸变、提高寿命。

轴承零件的热处理质量控制在整个机械行业是最为严格的。

轴承热处理在过去的20来年里取得了很大的进步,主要表现在以下几个方面:热处理基础理论的研究;热处理工艺及应用技术的研究;新型热处理装备及相关技术的开发。

1 高碳铬轴承钢的退火高碳铬轴承钢的球化退火是为了获得铁素体基体上均匀分布着细、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。

传统的球化退火工艺是在略高于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。

该工艺热处理时间长(20h以上)[1],且退火后碳化物的颗粒不均匀,影响以后的冷加工及最终的淬回火组织和性能。

之后,根据过冷奥氏体的转变特点,开发等温球化退火工艺:在加热后快冷至Ar1以下某一温度范围内(690~720℃)进行等温,在等温过程中完成奥氏体向铁素体和碳化物的转变,转变完成后可直接出炉空冷。

该工艺的优点是节省热处理时间(整个工艺约12~18h), 处理后的组织中碳化物细小均匀。

另一种节省时间的工艺是重复球化退火:第一次加热到810℃后冷却至650℃,再加热到790℃后冷却到650℃出炉空冷。

该工艺虽可节省一定的时间,但工艺操作较繁。

2 高碳铬轴承钢的马氏体淬回火2.1常规马氏体淬回火的组织与性能近20年来,常规的高碳铬轴承钢的马氏体淬回火工艺的发展主要分两个方面:一方面是开展淬回火工艺参数对组织和性能的影响,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[2~10];另一方面是淬回火的工艺性能,如淬火条件对尺寸和变形的影响、尺寸稳定性等[11~13]。

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。

其中,马氏体的组织形态又可分为两类:在金相显微镜下(放大倍数一般低于1000倍),马氏体可分为板条状马氏体和片状马氏体两类典型组织,一般淬火后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);在高倍电镜下,其亚结构可分为位错缠结和孪晶。

其具体的组织形态主要取决于基体的碳含量,奥氏体温度越高,原始组织越不稳定,则奥氏体基体的碳含量越高,淬后组织中残余奥氏体越多,片状马氏体越多,尺寸越大,亚结构中孪晶的比例越大,且易形成淬火显微裂纹。

一般,基体碳含量低于0.3%时,马氏体主要是位错亚结构为主的板条马氏体;基体碳含量高于0.6%时,马氏体是位错和孪晶混合亚结构的片状马氏体;基体碳含量为0.75%时,出现带有明显中脊面的大片状马氏体,且片状马氏体生长时相互撞击处带有显微裂纹[8]。

与此同时,随奥氏体化温度的提高,淬后硬度提高,韧性下降,但奥氏体化温度过高则因淬后残余奥氏体过多而导致硬度下降。

常规马氏体淬火后的组织中残余奥氏体的含量一般为6~15%,残余奥氏体为软的亚稳定相,在一定的条件下(如回火、自然时效或零件的使用过程中),其失稳发生分解为马氏体或贝氏体。

分解带来的后果是零件的硬度提高,韧性下降,尺寸发生变化而影响零件的尺寸精度甚至正常工作。

对尺寸精度要求较高的轴承零件,一般希望残余奥氏体越少越好,如淬火后进行补充水冷或深冷处理,采用较高温度的回火等[12~14]。

但残余奥氏体可提高韧性和裂纹扩展抗力,一定的条件下,工件表层的残余奥氏体还可降低接触应力集中,提高轴承的接触疲劳寿命,这种情况下在工艺和材料的成分上采取一定的措施来保留一定量的残余奥氏体并提高其稳定性,如加入奥氏体稳定化元素Si、常规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,之后进行低温回火。

淬回火后的力学性能除淬前的原始组织、淬火工艺有关外,还很大程度上取决于回火温度及时间。

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。

可根据零件的工作要求选择合适的回火工艺:GCr15钢制轴承零件:150~180℃;GCr15SiMn钢制轴承零件:170~190℃。

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。

不少学者对加热过程中的转变进行了研究[2,7~9,17],如奥氏体的形成、奥氏体的再结晶、残留碳化物的分布及使用非球化组织作为原始组织等。

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究:首先,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,其淬后组织中马氏体及碳化物的尺寸细小、马氏体基体的碳含量及残余奥氏体含量较高,通过较高温度的回火使奥氏体分解,马氏体中析出大量的微细碳化物,降低淬火应力,提高硬度、强韧性和轴承的承载能力。

在接触应力的作用下,其性能如何,需进行进一步的研究,但可推测:其接触疲劳性能应优于常规淬火。

酒井久裕等[7]对循环热处理后的SUJ2轴承钢的显微组织及机械性能进行了研究: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次由快速加热到750℃、保温1min后油冷至室温的热循环,最后快速加热到680℃保温5min油冷。

此时组织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%),可利用材料的这一特性进行轴承零件的温加工成型。

最后,加热到800℃保温淬油并进行160℃回火。

经这种处理后,接触疲劳寿命L10比常规处理大幅度提高,其失效形式由常规处理的早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分布更为均匀,冲击韧性比常规淬回火提高一倍。

因此,В.В.БЁЛОЗЕРОВ等提出把马氏体的碳浓度均匀程度可作为热处理零件的补充质量标准[6]。

2.3 马氏体淬回火的变形及尺寸稳定性马氏体淬回火过程中,由于零件各个部位的冷却不均匀,不可避免地出现热应力和组织应力而导致零件的变形。

淬回火后零件的变形(包括尺寸变化和形状变化)受很多因素影响,是一个相当复杂的问题。

如零件的形状与尺寸、原始组织的均匀性、淬火前的粗加工状态(车削时进刀量的大小、机加工的残余应力等)、淬火时的加热速度与温度、工件的摆放方式、入油方式、淬火介质的特性与循环方式、介质的温度等均影响零件的变形。

国内外对此进行了大量的研究,提出不少控制变形的措施,如采用旋转淬火、压模淬火、控制零件的入油方式等[11,13,18]。

Beck等人的研究表明:由蒸气膜阶段向沸腾期的转变温度过高时,大的冷速而产生大的热应力使低屈服点的奥氏体发生变形而导致零件的畸变。

Lübben 等人认为变形是单个零件或零件之间浸油不均匀造成,尤其是采用新油是更易出现这种情形。

Tensi等人认为:在Ms点的冷却速度对变形起决定性作用,在Ms点及以下温度采用低的冷速可减少变形。

V olkmuth等人[13]系统研究了淬火介质(包括油及盐浴)对圆锥滚子轴承内外圈的淬火变形。

结果表明:由于冷却方式不同,套圈的直径将有不同程度的“增大”,且随介质温度的提高,套圈大小端的直径增大程度趋于一致,即“喇叭”状变形减小,同时,套圈的椭圆变形(单一径向平面内的直径变动量Vdp、VDp)减小;内圈因刚度较大,其变形小于外圈。

马氏体淬回火后零件的尺寸稳定性主要受三种不同转变的影响[12,14]:碳从马氏体晶格中迁移形成ε-碳化物、残余奥氏体分解和形成Fe3C,三种转变相互叠加。

50~120℃之间,由于ε-碳化物的沉淀析出,引起零件的体积缩小,一般零件在150℃回火后已完成这一转变,其对零件以后使用过程中的尺寸稳定性的影响可以忽略;100~250℃之间,残余奥氏体分解,转变为马氏体或贝氏体,将伴随着体积涨大;200℃以上,ε-碳化物向渗碳体转化,导致体积缩小。

研究也表明:残余奥氏体在外载作用下或较低的温度下(甚至在室温下)也可发生分解,导致零件尺寸变化。

因此,在实际使用中,所有的轴承零件的回火温度应高于使用温度50℃,对尺寸稳定性要求较高的零件要尽量降低残余奥氏体的含量,并采用较高的回火温度。

3贝氏体等温淬火3.1 贝氏体淬火的组织与力学性能高碳铬轴承钢经下贝氏体淬火后,其组织由下贝氏体、马氏体和残余碳化物组成。

其中贝氏体为不规则相交的条片,条片为碳过饱和的α结构,其上分布着与片的长轴成55~60°的粒状或短杆状的碳化物,空间形态为凸透镜状,亚结构为位错缠结,未发现有孪晶亚结构。

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