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

二．零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

三．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

，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。

四．加工工艺

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

1.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

（4）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。

保温时间

保温时间在40min~60min

冷却速度

正火冷却过程中如果冷却速度过慢非但不能改善组织，还会再次析出网状碳化物；冷却速度过大，将会出现大量马氏体组织及裂纹。所以本材料正火冷却速不应该小于50℃／min。

冷却方法

（1）分散空冷

（2）强制吹风

（3）喷雾冷却

（4）乳化液中(70~100℃)或油中循环冷却

（5）70~80℃水中冷却

2.球化退火

球化退火目的

（1）获得均匀分布的细粒状珠光体，为后续加工提供组织准备。

（2）降低硬度，改善削切加工性能。

（3）提高塑性，利于冷冲压加工。

球化退火工艺曲线图

3.去应力退火

去应力退火的目的

消除车加工后零件内的残余应力和冲压零件的冷作硬化。

加热温度

倒温装炉，加热到400~550℃

保温时间

2~4 h

冷却

炉冷至300度

4.淬火

淬火的目的

提高零件的硬度、强度、耐磨性和疲劳强度

加热温度

淬火加热温度的确定根据钢的化学成分，临界温度外，还应该考虑钢的退火组织，

加热时间

加热时间包括升温和保温时间。升温时间与装炉方式、装炉量、零件的预热温度，形状、有效厚度、加热方法，炉子功率及钢材的导热系数等有关。在空气炉中加热，升温时间按装炉量确定，通常为15~20秒/公斤。保温时间则与加热温度、退火组织中碳化物的大小和零件有效厚度有关。在正常加热温度下，保温时间一般按有效厚度来计算，约为0.8~2分/毫米。GCr15钢在电炉和盐炉中加热时的保温时间如下表。

冷却

套圈的冷却一般在30~80℃的10号、20号机油中冷却。冷却方法使用分级淬火：在正常奥氏体化温度后，再投入120~170℃的10号机油中冷却2~5分钟，再放入30~60℃10号机油中冷却，为减少残余奥氏体的稳定性，分级淬火后应立即进行冷处理和回火。

5.回火

回火的目的

消除内应力，稳定组织和尺寸，提高圈套的综合机械性能。回火是热处理淬火后必不可少的工序，是决定零件内在质量的关键工序。

回火温度

回火温度一般比轴承零件工作温度高30~50℃。通常在120℃以下工作的轴承零件回火的温度在150~170℃。

回火保温时间

通常按零件大小和精度等级以及回火加热介质确定保温时间，在空气电炉回火，一般轴承零件保温2.5~3小时，大型、特大型轴承零件为6~12小时。

6.补加回火（稳定处理）

补加回火是为了消除部分磨削应力，进一步稳定组织，提高零件尺寸的稳定性。补加回火温度比原回火温度低20~30℃。一般采用120~160℃，保温时间3~4个小时。

7.热处理设备

7.1．中温箱式电阻炉

此次生产所要的最高温度为950℃。900℃以下的为低温箱式电阻炉，1300℃以上的为高温箱式电阻炉，为节约成本选用中温箱式电阻炉。中温箱式电阻炉适用于中小型钢制机件的淬火、退火、正火热处理。

RX3中温箱式电阻炉参数

7.2.井式回火炉

设备的主要用途为各种金属机件、盘料和轴件在渗碳淬火后置相对密封状态腔内高温、低温回火、时效用。其用法是电动式手动升上轻松旋转打开炉盖，将工件吊装到炉膛内，盖上盖子，设定下限温度自动打开风机编辑工艺加热，热风循环风机使炉温循环均匀，属周期式热处理设备，其制造标准符合国家的有关技术标准和安全标准。

主要设计参数

1、标称加热功率：220 kw

2、最高使用温度：650 ℃

3、常用温度：400～65 0℃

4、最大装载量：15000kg （含工装）

5、有效装料尺寸：Φ2800 × 1600mm