GCr15汽车滚动轴承的热处理工艺设计

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。
GCr15轴承钢是一种合金含量较少、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的化学成分及作用

下表是GCr15的化学成分： GCr15轴承钢中的化学成分主要是碳、铬、硅、锰、镍、钼等。 （1）碳的影响： 除了渗碳钢外，一般轴承钢的含碳量在0.95%，属于过共析成分。这样 在淬火和低温回火后能得到高的硬度、高的接触疲劳强度和耐磨性。为了形 成足够的碳化物以增加耐磨性，含碳量不能太低，但是过高的含碳量会增加 碳化物的不均匀性并且会形成网状碳化物使力学性能降低。 (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。
GCr15轴承钢的工艺流程

滚动轴承零件图
GCr15轴承钢的热处理工艺设计

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1．预备热处理工序—球化退火 球化退火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 能并未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。 Cr15钢退火组织为细粒状珠光体（碳化物平均直径为0.5～1.0um,最小 0.2um,最大2.5um）和不均匀粗粒状珠光体（碳化物平均直径为2.5～ 3.5um，最小0.5um,最大6um）的206内套，经不同温度淬火并回火，加工 后在轴承寿命试验机上实验，结果下表2。
GCr15汽车滚动轴承 的热处理工艺设计
汽车滚动轴承选材 轴承钢简介

轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢有高而均匀的硬度和 耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物 的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格，是所有钢铁生产中要求最 严格的钢种之一。
GCr15轴承钢
GCr15的力学性能与临界点
汽车滚动轴承零件简介
图1

图2
滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成（如图2所示）， 是一种将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而减少摩擦损 失的一种精密的机械元件。 网络定义是：在承受载荷和彼此相对运动的零件间有滚动体作滚动运动的轴 承。（如图1） 内圈、外圈、滚动体和保持架的作用：内圈的作用是连接轴与轴实现同步运 转；外圈作用是与轴承座相配合，起到支撑作用；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，根据其滚动体的不同形状、大小和数 量，影响着滚动轴承的使用场合、性能和寿命；保持架的作用就是引导滚动 体旋转并将滚动体均匀分隔开来，防止滚动体脱落及防止在运动中滚动体之 间形成干扰。

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 。

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。 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。所以选择淬火 加回火，使其具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、 高的接触疲劳性能。其工艺曲线如图6所示。
设备选择

淬火设备 轴承淬火，可选用淬火炉进行。如图8所示。


回火设备
RJ-25-6低温井式电阻炉：额定功率25KW,
额定电压380V，额定温度650℃
谢谢！