轴承零件热处理

快冷 炉冷至650℃后出炉
2~5
2~4 时间/h
4.4.4 快速退火
温度/℃
900~910 780±10
30~50 min 正火
2~2.5 退火
冷却 60~90℃/h 至650℃
时间/h
五、套圈的淬火
5.1
淬火的含义 将钢加热到临界点A”c1~AcM之间某一温度， 保温一段时间，然后快速(大于临界速度)冷却 下来的热处理过程叫淬火。
总之，通过热处理改变珠光体中碳化物的形状、粗细和分布，
可以控制钢的强度和硬度，在相同的抗拉强度下，球状的珠 光体比片状的疲劳强度有所提高。
2.5 马氏体——C在α －Fe中的过饱和固溶体，
体心正方晶体。 马氏体最主要的特征就是高硬度、高强度， 其硬度随着马氏体中碳含量的增加而升高， 当碳含量达到0.6%时，淬火钢的硬度接近最 大值，但塑性和韧性却明显下降。
825~ 830
830~ 835
835~ 840
840~ 845
保温时间 min
5~7
6~8
7~10
9~12
11~1 5
14~1 6
16~1 8
18~2 0
20~2 4
24~26
5.6淬火加热时间的计算
在淬火温度范围内，还要根据具体工艺条件来确定
具体的温度和时间，淬火加热时间的计算见下式：
t= a√ s
900~920 880~910
890~900 870~890
3.4 正火工艺的其它工艺要求
1) 正火的保温时间为30~50min；
2) 薄壁锻件，散开空冷或吹风冷却即可； 3) 壁厚较厚的锻件，需采用喷雾、浸油或浸
乳化液等手段快速冷却； 4) 不论何种冷却方法，冷速必须≥50℃/min。
3.3 正火的工艺
正火工艺的关键在于选择加热温度和冷却方法。由 于正火的目的、正火前显微组织中碳化物的形态以 及套圈的壁厚不同，正火采用的温度及冷却方法也 有所差异，下表作一简介：
温度℃ 目的 材质 GCr15 GCr15SIMn
消除粗大 网状碳化物 消除不太粗 网状碳化物 或返修退火
细化组织
930~950 910~940
2.4 珠光体——铁素体与渗碳体组成的层片状
组织。 珠光体中铁素体与渗碳层片的粗细及形态，对 其性能影响很大，因此又将层片粗细不同的珠 光体分为普通片状珠光体、索氏体、屈氏体； 另外将片状珠光体中的碳化物熔断后形成球状， 得到球状珠光体。 球状珠光体是铁素体基体上分布着粒状渗碳体。
球状珠光体
t—套圈在连续加热炉中加热时间（min）,并考虑装炉量 s—套圈壁厚 a—系数，见下表：
淬火加热用炉 震底式或输送带式 辊底式 鼓形炉
系数a 15 13 12
备注
随着炉子容量、装炉量及其它工艺因素的不同， a值可以偏高20~50%.
5.7套圈的淬火油
1) 普通淬火油，用于中小型轴承套圈； 2) 快速淬火油，中大型、截面尺寸较大的套圈； 3) 超（高）速淬火油，用于截面尺寸较大而又有较
退火过热产生的粗 大片状珠光体，不能直接用再次退火的办法 消除，必须先经过正火消除过热组织后，再 进行第二次退火，否则将造成粗大碳化物。
3)为了满足特殊要求的造成性能
有些轴承 产品要求抗回火性能好，即在淬火后经 200~250℃回火仍需保持较高的硬度。可以 对其施以正火，而后退火。这样可以获得极 细的珠光体组织，这种组织淬火后硬度高、 抗回火性能好。
淬火炉 上料区 输送带
清洗机
回火炉
冷却油槽
6.5 一般回火工艺规范
名称 公差等级 回火设备 回火温度/℃ 回火时间/h
P0 中小型套圈 P4、P6
油炉或电炉
150~170
2.5~3
油炉
150~170
3.5~4
大型套圈
P0
电炉
150~160
6~12
6.6高温回火 有些轴承有特殊要求，如要求在较高温度下要保证 组织、性能和尺寸的稳定。则这些套圈的回火温度 可以比一般的回火温度要高一些，这就是所谓的高 温回火。这些轴承代号后边有符号“T”,铬轴承钢 高温回火温度通常有以下几种：
3) 消除应力
4.4各类退火工艺曲线
4.4.1 低温退火
温度/℃ GCr15 670~720 GCr15SiMn 650~720 升温
4~8 时间/h
4.4.2 一般退火（球化）
温度/℃ 720 升温 770~810
1
2~6 时间/h
4.4.3 等温退火
温度/℃ 升 温
780~810 快冷 680~720

3.5正火处理的设备
正火可以在箱式电炉、井式电炉、推杆式电炉等炉
子内加热。见下表简述：
应用范围 批量不太大的中小型工件
正火加热设备名称 RJX型箱式电炉
备 注 1、对小型套圈和滚动体返修品需装箱密封 2、一般温度不超过950℃ 1、工作室直径2070mm,深1610mm，功率 180KW，分上下两区加热，最大装载量 2000Kg 2、加热910~920℃,保温1.5~2h 两个加热室，第一个用于正火、第二个用于退火
5.3 淬火工艺—工艺曲线图
温度/℃ Acm A”c1 升 温 冷却 保温
时间/h
5.4淬火工艺过程
套圈
进炉
加热、保温冷却源自 5.5 轴承钢套圈的常规淬火工艺温度 淬火加热温度的选择和许多因素有关，如套圈尺寸、淬火后 性能要求等，一般对于含碳量1.0%的轴承钢来说，淬火加 热温度见下表所示：
保温2~5h，然后迅速冷却至680~720 ℃,保 温2~4h,然后冷却至室温。
4.2.4快速退火——快速退火是指具有正火组
织的工件加热至一般退火温度经短时间保温 后快速冷却的热处理过程。温度范围在 780±10 ℃,保温2~2.5h，以60~90 ℃/h的 冷速冷却至650 ℃。
4.3退火的目的
3.2 正火的目的：
1)消除网状碳化物
网状碳化物是由于停轧 或停锻温度过高、冷却过慢而使碳化物沿奥 氏体境界析出所致；线条状组织是停轧或终 锻温度太低，晶粒沿变形方向被拉长的缘故， 网状碳化物及线条状组织在退火过程中不能 完全消除，便会保留在成品套圈组织中，降 低轴承的疲劳强度和冲击韧性。
2)返修退火的不合格品
轴承套圈热处理 工艺及设备简介
轴承套圈热处理工序有：
正火、
退火、 淬火、 回火、 附加回火、 各道工序对轴承套圈性能的影响不同，下面
分别介绍。
三、套圈的正火
3.1正火的含义
将钢加热到奥氏体化温度以上30~50℃，保
温一定的时间，使其组织完全奥氏体化，然 后使用空冷或者吹风冷、喷雾冷等手段，以 获得细片状珠光体或索氏体组织的热处理过 程，叫正火。 铬轴承钢的温度在800~900 ℃之间。
1) 获得均匀分布的细粒状珠光体
火热处理做好预准备。
为后道工序的淬
2) 把硬度降低到最有利于切削加工的范围
锻造或 热轧后的套圈硬度一般在255~340HB之间，这种 硬度不利于车削。退火后硬度可以控制在 170~220HB之间，为车加工提供良好的车削加工 性能。 消除机加工或冲压加工时在零件中形 成的剩余应力，为零件提供稳定的尺寸和精度。
钢材牌号 套圈有效壁厚 mm 2.0~3 .5 GCr15 3.5~6 .0 6.0~9 .0 9.0~1 2 12~1 5 GCr15SiMn 15~1 8 18~2 1
＜2.0
＜12
21~25
淬火加热温度 ℃
835~ 840
840~ 845
845~ 850
850~ 855
855~ 860
820~ 825
一定时间后冷却至室温的热处理过程叫回火。
6.2
回火的目的
回火可以减轻淬火内应力，防止开裂，稳定
组织，从而稳定尺寸，还能在硬度稍有降低 的情况下，大大提高韧性，获得良好的综合 力学性能。
6.3回火工艺—工艺曲线图
温度/℃ Ac1 升 温 保温 冷却
时间/h
6.4套圈的淬、回火流程图
5.2
淬火的目的 轴承钢淬火的目的是为了得到隐晶或细小的 马氏体、细小而分布均匀的碳化物及少量残 余奥氏体所组成的显微组织。 一般淬回火情况下，轴承钢显微组织中马氏 体占80%以上，碳化物占5~10%，残余奥氏 体占9~15%左右。具有这种组织的轴承钢的 硬度、强度、耐磨性和耐疲劳性能都很好。 经过回火，还可以使轴承钢获得一定弹性、 韧性、尺寸稳定性等良好的综合机械性能。
1.3 套圈热处理工序
退火钢
未退火钢
锻造
退火
车加工
淬火 冷处理
正火
回火
抛丸 磨削加工
精研
二次回火
轴承套圈热处理中
几种常见的“相”
二、轴承钢热处理中的“相”
2.1 铁素体——α －Fe，体心立方晶体。 铁素体的塑性很高，屈服强度很低，非常容
易塑性变形。
2.2 奥氏体——γ －Fe，高温下C溶于铁素体
180KW非标准井式电 炉
较大批量
RJT-1100联合 双室式推杆电炉
大批量、大型及壁厚工件
四、套圈的退火
4.1
退火的含义 把钢加热到下临界点A’C1以上或略低于 A’C1（即钢的再结晶温度）的温度，保温一 段时间后缓冷下来，这一过程称为退火。轴 承钢的基本退火形式为球化退火。 铬轴承钢的A’C1为700~800度左右。
轴承零件的热处理
高碳铬轴承钢 轴承套圈热处理
一、轴承套圈热处理的基础知识
1.1铬轴承钢 铬轴承钢是含碳(C)1.0%左右，加入少量铬 (Cr)元素，有的还加入少量硅(Si)锰(Mn)元素 的低合金钢。在典型的GCr15钢中，硅锰元 素不是做为合金元素加入的，对钢的组织和 性能的影响可以忽略不计。