毕业设计(论文)-滚动轴承的热处理工艺设计
GCr15汽车滚动轴承的热处理工艺设计
设备选择
1．球化退火设备 该炉适用于低合金钢、GCr15轴承钢中
小型零件的球化退火处理等。实现温度P ID自动控制、定时间隔送料、故障报警 记录、自动安全逻辑操作、进出料自动 检测及计数功能，可提供生产日报表等 功能。它的工艺流程是进料 → 预热 → 保温 → 强风冷却(等温转变)→ 保温(等 温分解)→ 出料 。
热处理设计
GCr15钢C曲线
GCr15轴承钢的工艺流程
1.加工路线 材料→冲压或锻制毛坯（材料加热）→热处理（退火）→车削加工→热处理
（淬火、回火）→研磨加工。 2. 锻造工艺设计 锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，已获得具有
一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。查阅《热处理工艺规范 数据手册》可以找出GCr15轴承钢的锻造工艺的加热温度、始锻温度冷却方 式，本设计具体的锻造工艺参数如表1所示。
轴承钢球化退火温度：GCr15钢为780～810℃，锻件经特殊热处理后，其 退火温度应降低10～20℃。其球化退火工艺曲线如图5所示。
最终热处理工序—淬火、低温回火
淬火目的：淬火可使零件获得高的硬度和耐磨性，高 的接触疲劳寿命和可靠性，高的尺寸稳定性。
回火目的：GCr15轴承钢回火目的是在保持高硬度的 条件下，消除残余内应力，防止开裂，并能使亚稳组 织转变为相对稳定的组织，从而稳定尺寸，提高韧性， 获得良好的综合力学性能。
(2)合金元素的影响： 铬是轴承钢的主要化学成分，铬能够提高淬透性，减少过热倾向，提高 低温回火稳定性。硅、锰在轴承钢中主要提高淬透性。镍在渗碳轴承钢中能 使钢的韧性和塑性有所提高，镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的 敏感性。钼在钢中能提高淬透性和热强性，防止回火脆性，增加在某些介质 中的抗蚀性。
(完整word版)GCr15轴承钢热处理工艺设计要点
工艺课程设计(论文）题目：GCr15轴承钢热处理工艺设计院（系）:专业班级：学号：学生姓名：指导教师：起止时间：课程设计(论文)任务及评语院(系）：教研室：材料科学与工程教研室目录1 GCr15轴承钢热处理概述 (1)2 GCr15轴承钢热处理工艺设计 (2)2。
1 GCr15轴承钢的服役条件、失效形式及性能要求 (2)2.1。
1 服役条件、失效形式 (2)2。
1。
2 性能要求 (2)2。
2轴承钢材料的选择 (2)2.3 GCr15钢的C曲线 (3)2.4 GCr15轴承钢的热处理工艺设计 (4)2.4。
1 GCr15轴承钢的工艺流程 (4)2.4.2 GCr15轴承钢的热处理工艺设计 (5)2。
5 GCr15轴承钢的热处理工艺理论基础、原则 (8)2.5.1 GCr15轴承钢的球化退火工艺理论基础、原则 (8)2。
5。
2 GCr15轴承钢淬火工艺原理 (9)2。
5。
3 GCr15轴承钢回火工艺理论基础、原则 (12)2.6选择设备、仪表和工夹具 (13)2。
6。
1设备 (14)2.6。
2仪表 (15)2。
6.3设计工夹具 (16)2。
7 GCr15轴承钢热处理质量检验项目、内容及要求 (17)2。
8 GCr15轴承钢热处理常见缺陷的预防及补救方法 (18)2.8.1加热时常见的缺陷的预防及补救方法 (18)2。
8。
2淬火、回火缺陷与预防、补救 (19)2。
9热处理工艺卡 (21)2.9.1GCr15轴承钢球化退火工艺卡 (22)2.9。
2GCr15轴承钢淬火工艺卡 (23)2.9。
3GCr15轴承钢回火工艺卡 (24)3.参考文献 (25)1 GCr15轴承钢热处理概述对轴承钢的冶炼质量要求很高,需要严格控制硫、磷和非金属夹杂物的含量和分布，因为非金属夹杂物的含量和分布对轴承钢的寿命影响很大。
对轴承钢的基本质量要求就是纯净和组织均匀。
纯净就是杂质元素及非金属杂物要少，组织均匀是钢中碳化物要细小，分布要均匀。
滚动轴承零件材料及热处理工艺
常用渗碳轴承钢的化学成分及用途
化学成分 Mn 0.60 ～ 0.90 0.40 ～ 0.70 0.65 ～ 0.95 0.30 ～ 0.60 0.40 ～ 0.70 1.30 ～ 1.60 Cr 0.35 ～ 0.65 0.35 ～ 0.65 0.35 ～ 0.65 1.25 ～ 1.75 1.00 ～ 1.40 1.70 ～ 2.00 3.25 ～ 3.75 3.00 ～ 3.50 ≤ 0.30 0.08 ～ 0.15 0.20 ～ 0.30 ≤ 0.25 ≤ 0.03 ≤ 0.03 ≤ 0.25 ≤ 0.03 ≤ 0.03 — — Ni 0.40 ～ 0.70 1.60 ～ 2.00 % Mo 0.15 ～ 0.30 0.20 ～ 0.30 0.08 ～ 0.15 ≤ 0.25 ≤ 0.03 ≤ 0.03 ≤ 0.25 ≤ 0.03 ≤ 0.03 ≤ 0.25 ≤ 0.03 ≤ 0.03 Cu ≤ 0.25 P ≤ 0.03 S ≤ 0.03 制造冲击负荷较 大的中小型轴承 零件 制造冲击负荷较 大的中小型轴承 零件 制造冲击负荷较 大的中小型轴承 零件 制造高冲击载荷 的特大型和中小 型轴承零件 制造高冲击载荷 的特大型和中小 型轴承零件 制造高冲击载荷 的特大型和中小 型轴承零件 用途
化学成分的作用
1、C 决定钢的性能的主要元素，保证 钢的高硬度和耐磨性 2、Cr 提高淬透性和耐磨性（Fe，Cr）3C 3、Si 提高淬透性，增加钢的强度、弹性极限和疲劳强度 Mn
增加钢的强度 提高淬透性，过热敏感性比较强。
4、Mo 提高淬透性 ,细化晶粒。 5、P<0.025% S<0.025 % 减少夹杂物，提高疲劳寿命
6.良好的尺寸稳定性 滚动轴承系精密的机械零件，其精度是以微米为计算单 位的。在长期的保存和使用中，因内在组织发生变化或应力变 化会引起尺寸发生变化，导致轴承丧失精度。这就要求轴承用 钢应具有较好的尺寸稳定性。 7.一定的防锈性能 滚动轴承的生产工序繁多，周期长，而成品亦需长期存 放，故要求制造轴承用钢应具有一定的防锈性能，以便轴承零 件在生产流程中和轴承保存期间不致锈蚀。 8.良好的工艺性能 轴承生产过程中，要经过很多道冷、热加工工序。要求 轴承应具有良好的工艺性能，如：冷、热成型性能；切削性能； 磨削性能；热处理性能等，以便适应大批量、高效率、高质量 的生产需要。 另外对于特殊工作条件下使用的轴承，对其用钢还必须提出 相应的特殊性能要求如耐高温性能、抗腐蚀性能等等。
【精品】滚动轴承套圈加工工艺
滚动轴承（深沟球轴承）套圈的热处理工艺一．选择零件二．三．零件的服役条件及性能要求滚动轴承的机械及工作环境千差万别，套圈要在拉伸、冲击、压缩、剪切、弯曲等交变复杂应力状态下长期工作。
一般情况下，套圈的主要破坏形式是在交变应力作用下的疲劳剥落以及摩擦磨损，裂纹压痕锈蚀。
所以，这就要求套圈具有高的抗塑性变形的能力，较少的摩擦磨损，良好的尺寸精度及稳定性和较长的接触疲劳寿命。
综上所诉，要求套圈要有1）高的接触疲劳强度2）高的耐磨性3）高的弹性极限4）适宜的硬度5）一定的韧性6）良好的尺寸稳定性7）良好的防锈能力8）良好的工艺性能四．材料选择套圈的材料选择一般有6种GCr4,GCr15,GCr15SiMn,GCr15SiMo,GCr18Mo在这里我们选用的是GCr15，因为我们此次制造的是小尺寸套圈，GCr15SiMn和℃℃GCr15SiMo一般是用来制造壁厚的大轴承的套圈。
GCr15SiMn一般用来制造壁厚在15mm~35mm的轴承的套圈。
GCr15SiMo一般用来制造壁厚大于35mm的大型和特大型轴承的套圈。
GCr4是限制淬透性轴承钢，各方面性能较好。
GCr18Mo的淬透性比较高五．，性能优越，但价格较高。
GCr15是高碳铬轴承钢的代表钢种，综合性能良好，淬火和回火后具有高而均匀的硬度，良好的耐磨性能和高的接触疲劳寿命，热加工变形性能和削切加工性能均良好，但焊接性差，对白点形成较敏感，有回火脆性倾向，价格相对便宜。
六．加工工艺1.棒料→锻制→正火→球化退火→车削加工→去应力退火→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品2.正火正火的目的（1）消除网状碳化物及线条状组织（2）返修退火的不合格品（3）为满足特殊性能的需要为退火做组织准备加热温度正火加热温度主要依据正火目的和正火前组织状态来决定。
此处正火主要是为了消除或减少粗大网状碳化物，所以正火温度选在930~950℃之间。
如果一次正火不能消除粗大网状碳化物，可以以相同温度二次正火。
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。
滚动轴承的热处理
滚动轴承的热处理轴承广泛用于柴油机、拖拉机、机床、汽车和火车等各种机械设备与车辆上，它由轴承内套、外套、滚动体（钢球、滚柱和滚针）和保护器四部分组成的。
内套紧装于主轴上，随轴一起转动。
而外套同装在轴承座中静止不动，在轴转动过程中，内套和滚动体发生转动和滚动，在高速运动下服役，承受点或线的接触的周期性的高压交变载荷和应力的作用，因此容易造成局部应力集中。
滚动体和内外套三者之间既呈现冰滚动又呈现滑动，故会产生滚动摩擦和滑动摩擦，因此分析上述过程可知，滚动轴承的损坏形式为接触疲劳破坏和磨损，要求滚动体与内、外套应具胡高的抗疲劳性能和耐磨性，有良好的尺寸稳定性，才能确保轴承高的使用寿命。
根据轴承的工作的特点，要求制造轴承的材料热处理后必须具有以下性能：①高的硬度和耐磨性；②高的疲劳强度和合理的韧性；③具有一定的抗腐蚀性；④良好的尺寸稳定，使用寿命长，能保证精度和具有良好的机械加工和热处理工艺性能。
根据其性能要求，在材料的选择上，也注意以上几点，通常选用高铬轴承钢和渗碳轴承钢来制造轴承零件。
（1）高铬轴承钢如GCr15、GCr15SiMn等钢中的含碳量为（2）0395%~1.05%，铬元素的含量为0.5%~1.6%，确保了高硬度的要求。
铬元素的加入明显提高了钢的淬透性，同时也细化了晶粒，淬火后隐晶马氏体基本上颁布细小、均匀的碳化物，不会出现纤维状的碳化物。
铬还提高低温的稳定性。
因此这两种材料适宜制作轴承。
通常两者用于制造轴承的内外套圈和滚动体，用低碳钢钢板冲制保持器。
另外GCr6、GCr9、ZGCr15、HGCr15、ZGCr15SiMn、GCr18MoGCr15SiMo等均可制造套圈、滚动体等，各项技术指标完全符合要求。
（3）渗碳轴承钢如08、10、15Mn、15Cr、20 Cr、G20CrMoA、G20CrNiMoA、G20CrNiMoA、G20Cr2Ni4A等，经过渗碳或碳氮共渗处理后可分别制作轴承内套圈、外套圈和保持架等，应用十分广泛。
滚动轴承热处理工艺
1.高碳铬轴承钢
• 目前，轴承行业普遍使用的主要是 GCr15、GCr15SiMn两种材料，是轴承钢
• • • •
总量的80%以上。 GCr15钢大量用来制造汽车、拖拉机等所使用的发动机轴承，机床、 电机等所使用的主轴轴承以及铁路车辆、矿山机械、通用机械用轴承。 在GB/T18254《高碳铬轴承钢》标准中，高碳铬轴承钢GCr4、GCr15、 GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo几种。 GCr15SiMn、 GCr15SiMo主要用于制造壁厚比较大的轴承。 GCr15SiMn适用 于制造壁厚在15mm---35mm范围内的轴承， GCr15SiMo适用于制造壁厚大 于35mm尺寸的轴承。如各种大型和特大型轴承，多用在重型机床及轧钢机 无较大冲击载荷的工作条件下。 GCr4轴承钢是限制淬透性钢，即经过合适的热处理可得到表面硬心部软的硬 度匹配，具有良好的耐磨性，抗冲击性和断裂韧性及高的接触疲劳寿命。
•
•
•
• 8套圈壁厚。≤25cm 滚子直径≤ 32cm
钢球直径≤ 50cm。
• 9套圈壁厚取22cm 套圈直径取32cm 钢球直径25cm
• 综上述条件：选择Gcr15作为材料
四、热处理工艺曲线
• 套圈：备料→锻造→球化退火→机械加工
→淬火、低温回火→检验→磨削加工 • 滚珠：备料→冷镦→硬磨→附加回火→抛 → 光
• • •
2、滚动轴承的受力分析
• 滚动轴承工作时，滚动体和套圈均受周期性交变 • •
载荷，在周期载荷作用下，在套圈和滚动体表面 都会产生小块金属金属剥落而产生疲劳损坏。 滚动体与滚道之间是点接触，故其承受接触应力 和冲击力，接触应力可达3000~3500Mpa 循环应 力可达万次／min 受纯轴向载荷时，各滚动体受力相同。受径向载 荷时，上半圈滚动体不受力。 下半圈各滚动 体受 力大小均不相同，由下列公式导出；Fmax=5Fr/z
毕业论文滚动轴承的加工工艺设计
毕业论文滚动轴承的加工工艺设计集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]滚动轴承加工工艺设计摘要:滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，具有摩擦阻力小，功率消耗少，起动容易等优点。
本文对滚动轴承的加工工艺进行了研究和设计。
主要内容包括滚动轴承的类型、性能与特点，滚动轴承的工作情况，滚动轴承尺寸的选择，轴承零件的加工工艺特点，轴承加工的工艺过程及轴承装置的设计。
通过了解滚动轴承的主要类型、性能与特点，结合实际需要中的产品要求，选择合适的轴承及所对应的加工工艺流程。
关键词:滚动轴承；性能；工艺设计Rolling bearing processing technology designAbstract：Rolling bearing is one of the components are widely used in modern machinery, the advantages of small frictional resistance, less power consumption, easy starting, etc.This paper studied the processing technology of the rolling bearing and design.Main contents including the types, performance and characteristics of the rolling bearing and rolling bearing working condition, the choice of rolling bearing size, machining process characteristics of bearing parts, bearing machining process and the design of the bearing assembly.Through understanding the main types of rolling bearing, the performance and characteristics, combined with the actual needs of the product requirements, select theappropriate bearing and the corresponding processing technological process.Key words：Rolling bearing; Performance; Process design目录1摘要 (1)2 滚动轴承的主要类型及其代号 (2)滚动轴承的主要类型、性能与特点 (4)滚动轴承零件结构的常用术语 (5)滚动轴承的代号 (6)3 滚动轴承类型的选择 (8)选择轴承时的考虑因素 (8)具体选择 (10)4 滚动轴承产品的性能要求 (11)5 滚动轴承零件的加工工艺特点 (11)滚动轴承零件的生产特点 (11)滚动轴承零件工艺过程的特殊性 (12)6 滚动轴承生产的一般工艺过程 (13)7 滚动轴承套圈车削加工 (14)车削加工的内容和方法分类 (14)套圈车削的位置精度和定位基准选择 (15)车削套圈的尺寸公差及余量的确定 (17)套圈车削加工的切削用量 (20)套圈车削加工所用的夹具 (21)8 套圈的热处理工序 (21)9 套圈的磨削 (22)6203轴承套圈的磨削过程 (22)套圈磨削用夹具 (24)10 钢球加工 (25)钢球加工的基本工艺路线 (25)钢球加工余量的确定 (26)11 保持架加工 (27)12 轴承的装配 (28)装配的基本工艺路线 (28)轴承零件的组装方法 (28)参考文献 (30)致谢 (31)2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型、性能与特点滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。
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攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：滚动轴承的热处理工艺设计学生姓名：学号：所在院(系)：材料工程学院专业：级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程一班指导教师：职称：讲师2013年12月15日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目滚动轴承的热处理工艺设计1、课程设计的目的使学生了解、设计滚动轴承的热处理工艺，融会贯通相关专业课程理论知识，培养学生综合运用所学知识、分析问题和解决问题的能力。
2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）内容：（1）明确设计任务（包括设计的技术要求）（2）绘出热处理件零件图（3）给出设计方案（4）写出设计说明（5）设计质量检验项目（6）设计热处理工艺卡片（7）滚动轴承的热处理缺陷及预防或补救措施要求：（1）通过查找资料充实、完善各项给定的设计内容。
（2）分析热处理过程中可能出现的缺陷，针对这些缺陷提出预防措施或补救措施。
（3）提交设计说明书（报告），2千字以上。
报告格式请参照“毕业论文（设计）”格式。
3、主要参考文献[1] 夏立芳主编. 金属热处理工艺学. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2005[2] 中国机械工程学会热处理分会．热处理工程师手册［Ｍ］．机械工业出版社．2003．第一版.[3] 张玉庭主编．热处理技师手册［Ｍ］．机械工业出版社．2006．第一版[4] 中国机械工程学会热处理学会．热处理手册［Ｍ］．机械工业出版社．2003．第三版.4、课程设计工作进度计划第十六周：对给定的题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。
第十七周：撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。
指导教师（签字）日期年月日教研室意见：年月日学生（签字）：接受任务时间：年月日注：任务书由指导教师填写。
课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称评分项目分值得分评价内涵工作表现20% 01 学习态度 6 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。
02 科学实践、调研7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。
03 课题工作量7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。
能力水平35% 04 综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。
05 应用文献的能力 5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。
06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。
07 计算及计算机应用能力 5 具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。
08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10 具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。
成果质量45% 09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5 符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。
10 设计说明书（论文）质量30 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。
11 创新10 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。
成绩指导教师评语指导教师签名：年月日摘要本课设计了滚动轴承的热处理工艺设计。
主要的工艺过程包括锻造、预备热处理（球化退火）、渗碳、淬火+低温回火等过程。
通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。
滚动轴承的品种很多，但结构上一般均由外圈、内圈、滚动体（钢球、滚柱、滚针）和保持架等组成。
滚动轴承大多集中在高载荷的条件下服役，其主要失效形式是疲劳磨损，因此，通常要求滚动轴承应具有：高的抗疲劳性能、高的耐磨性及良好的尺寸稳定性，最终表现为使用寿命长。
对于在化工工业、航空工业、原子能工业、食品工业以及仪器、仪表等所用的滚动轴承还需具有耐腐性、耐高温、抗辐射及防磁等特性。
滚动轴承（rolling bearing）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。
滚动轴承内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转，外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用，滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命，保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。
关键词：铬钢，球化退火，低温回火，滚动轴承目录1. 设计任务 (3)1.1设计任务 (3)1.2设计的技术要求 (3)2. 热处理零件图 (4)3. 设计方案 (5)3.1. 滚动轴承设计的分析 (5)3.1.2失效形式 (5)3.1.3性能要求 (6)3.2钢种材料 (6)4. 设计说明 (7)4.1. 加工工艺流程 (7)4.2. 具体热处理 (7)4.2.1预备热处理工艺 (8)4.2.2机械加工 (9)4.2.3淬火+低温回火热处理工艺 (9)5 质量检验项目 (12)5.1退火件的质量检验项目 (12)5.2 淬火件和回火件的质量检验项目 (12)6 热处理缺陷及预防或补救措施 (13)6.1退火缺陷及对策 (13)6.2淬火缺陷及对策 (13)7 结束语 (14)8 热处理工艺卡片 (15)参考文献 (16)1 设计任务1.1设计任务滚动轴承的热处理工艺设计1.2设计的技术要求本课设计热处理工艺的滚动轴承是铬钢滚动轴承。
铬轴承钢是制造滚动轴承零件的主要钢种，其中GCr15钢的用量最大。
滚动轴承是在变应力的状态下工作，各元件均受变载荷作用，因此，滚动轴承的主要失效形式为疲劳点蚀和疲劳磨损，这就要求滚动轴承应具有高强度、高硬度和耐磨性。
GCr15钢具有过共析成分，并加入少量的铬以提高淬透性和耐回回性。
它通过适当的热处理可以获得高硬度、高强度和良好的耐磨性，并且淬火变形小。
在对铬钢滚动轴承钢零件进行热处理时，即球化退火，淬火和低温回火时应严格按照卡片所列出的时间进行保温以及其它操作的要求。
2 热处理零件图3 设计方案3.1滚动轴承设计的分析3.1.1工作条件滚动轴承在工作时，内圈和滚珠发生相对转动和滚动，受到周期性的载荷作用。
滚动体和套圈及保持架之间发生相对滑动，产生相互摩擦，使轴承磨损，摩擦表面的温度在工作时会升高。
大气和润滑剂对轴承还有一定的腐蚀作用。
3.1.2失效形式主要失效形式为疲劳破坏和永久变形。
疲劳破坏：滚动轴承工作过程中，滚动体相对内圈（或外圈）不断地转动，因此滚动体和滚道接触表面受应力，首先在滚动体和滚道的表面下一定深度处产生疲劳裂纹，继而扩散到接触表面，形成疲劳点蚀，致使轴承不能正常工作。
通常，疲劳点蚀是滚动轴承失效的主要形式。
永久变形：当轴承转速很低或间歇摆动时，一般不会产生疲劳损坏，但在很大的载荷或冲击载荷作用下，会使轴承滚道和滚动体接触处产生永久变形凹坑，从而使轴承在运转中产生剧烈振动和噪声，以至于轴承不能正常工作。
3.1.3性能要求作为精密的机械元件，滚动轴承的工作性能直接影响到主机的工作性能，甚至于某些装在主机关键部位的轴承的工作性能，几乎决定了该机的工作性能。
例如，用于精密光学坐标镗床主轴上的P2级精度圆锥滚子轴承30306与30307，他们的径向跳动达到0.001～0.0025mm，滚道跳动达到0.002～0.003mm。
这就在很大程度上决定了该机床主轴的回转精度，亦即主机的工作性能指标。
除这种高精密级轴承外，如耐高温、耐低温、防锈、防振、高速、高真空和耐腐蚀等具有特殊性能要求的轴承的质量指标也都是十分严格的。
一般来说，滚动轴承应具有长的寿命、低的噪音、小的旋转力矩和高的可靠性这些基本性能。
要达到这些性能，就必须在机械加工工艺上首先确保轴承零件的以下指标：①旋转精度：要求轴承各零件的几何形状精度和位置精度不超过几微米。
②尺寸精度：要求各零件尺寸精度在几微米之内。
③粗糙度：安装表面粗糙度Ra值不大于0.63μm，滚道要求更高，Ra值小于0.16μm。
④尺寸稳定性：在长期存放和工作时，没有明显的尺寸和形状改变。
⑤防锈能力：零件不允许生锈。
⑥振动和噪声：轴承振动及噪声要限制在一定的范围内，这要求轴承零件的各种质量应尽可能高。
⑦残磁：轴承的残磁应控制在0.4～1.0毫特（m T）以下。
3.2钢种材料GCr15轴承钢是一种合金含量较少、含碳量高、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢。
经过淬火加回火后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。
该钢冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，对形成白点敏感性能大，有回火脆性。
GCr15轴承钢的化学成分是铬和碳（C：0.95-1.05;Mn：0.20-0.40 ; Si：0.15-0.35 ;S：≤0.020;P:≤0.027; Cr:1.30-1.65.）。
4 设计说明4.1加工工艺流程滚动轴承的热处理工艺设计的热加工工艺流程经过许多次改进形成如下的工艺流程: 下料→锻造→预备热处理(球化退火、正火)→切削加工→淬火→低温回火→磨削加工→组装。
GCr15钢属于高碳钢，其成分如下表4.1.表4.1 GCr15钢的化学成分（质量分数，%）C Mn P S Cr Si0.95～1.05 0.20～0.40≤0.027≤0.020 1.30～1.650.15～0.35成分分析：Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂。
它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。
Mn和Fe形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度，经固溶处理后有良好的韧性，当受到冲击而变形时，表面层将因变形而强化，具有高的耐磨性；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。
Si能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度。
硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb),以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等。
硅能促使铁素体晶粒粗化，降低矫顽力。
4.2具体热处理GCr15轴承钢的热处理包括初期的锻造和预先热处理，以减少坯料的硬度为方便后面的机加工，也为后续切削加工、淬火、回火提供优良的原始组织。
GCr15轴承钢的热处理工艺分析：①由于GCr15轴承钢的含碳量较高，所以在锻造的初期要先进行预备热处理，以降低硬度，同时使带状或网状碳化物转化为细小碳化物，为以后的淬火和切削加工提供良好的原始组织。
②球化退火的目的是使组织变为均匀分布的细粒状珠光体，获得最佳的机加工性能并为淬火提供良好的原始组织，淬火，回火后获得最佳的力学性能。
GCr15轴承钢的退火温度一般为780～810℃，但经预备热处理后，其退火温度应降低10～20℃。