轴承热处理知识.

热处理知识考试试题答案
一）填空题 1、加热、保温、冷却；加热，冷却。 2、退火、正火、淬火、回火。 3、淬火炉、淬火油槽、清洗机、回火炉。 4、硬度、变形量；金相组织。 5、二氧化碳、氢气、水蒸气。 二）简答题 1、①检验待处理工件。②制定适宜待处理工件的加热温度和加热时间并 严格控制。 ③确保加热炉中无氧化性气体存在。④控制淬火油的含水量 在0.05%以下。⑤及时回火，并制定回火适宜温度和回火时间。 2、①提高车间工艺员和操作人员的节能意识。②制定合适的加热工艺。 ③改善加热设备，如以天然气能源代替传统电源加热等。④合理化的安 排组织生产。
热处理工艺发展历程

在从石器时代进展到铜 器时代和铁器时代的过程 中，热处理的作用逐渐为 人们所认识。早在商代， 就已经有了经过再结晶退 火的金箔饰物。公元前 770～前222年，中国人在 生产实践中就已发现，铜 铁的性能会因温度和加压 变形的影响而 变化。白口 铸铁的柔化处理就是制造 农具的重要工艺。
1850～1880年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤 气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。 1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处 理的专利。 二十世纪以来，金属物理的发展和其他新技术 的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一 个显著的进展是1901～1925年，在工业生产中应 用转筒炉进行气体渗碳 ；30年代出现露点电位差计， 使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧 化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的 方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用， 发展了离子渗氮、渗碳工艺 ；激光、电子束技术的 应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处 理方法。

1863年，英国金相学家 和地质学家展示了钢铁在 显微镜下的六种不同的金 相组织，证明了钢在加热 和冷却时，内部会发生组 织改变，钢中高温时的相 在急冷时转变为一种较硬 的相。法国人奥斯蒙德确 立的铁的同素异构理论， 以及英国人奥斯汀最早制 定的铁碳相图，为现代热 处理工艺初步奠定了理论 基础。与此同时，人们还 研究了在金属热处理的加 热过程中对金属的保护方 法，以避免加热过程中金 属的氧化和脱碳等
淬火工艺后的回火在热处理过程中也具有极
为重要的作用。回火可以消除淬火时产生的 残余内应力，提高材料的塑性和韧性。 淬火过后的工件应及时回火，通常室温停留 时间不超过4h。 目前厂内回火炉采用低温回火，空冷方式。 通过调节回火温度可有效弥补热处理过程中 的不足。
热处理过程中容易产生的质量缺陷

临清新能轴承炉业热处理有限公司即是一家
对轴承套圈进行淬火、回火的公司。公司目 前有一套日淬火量18吨左右的网带式天然气 淬火生产线设备。该生产线设备包括淬火炉1 台、淬火油槽1台、提升式清洗机1台、低温 回火炉1台 。
淬火炉炉计分5 区加热控制， 采用燃气辐射 管加热，用一 个脉冲控制器 控制加热。 1-4区各有4个 烧嘴，5区3个 烧嘴，炉顶2、 3、4区配备搅 拌风扇。

退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件 尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的 是使金属内部组织达到或接近平衡状态，或者是使前 道工序产生的内部应力得以释放，获得良好的工艺性 能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。 正火或称常化是将工件加热到适宜的温度后在空 气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织 更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一 些要求不高的零件作为最终热处理。 淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机 盐溶液、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后 钢件变硬，但同时变脆。 为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室 温而低于650℃的某一适当温度进行较长时间的保温， 再进行冷却，这种工艺称为回火。 退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四 把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用， 缺一不可。
推荐的轴承钢加热时间和加热温度的 关系
钢号
GCR15 GCR15 GCR15 GCR15 GCR15SiMn GCR15SiMn GCR15SiMn GCR15SiMn
套圈壁厚 （mm） ＜3 3-6 6-9 9-12 12-15 15-20 20-30 30-50
加热温度 （℃） 835-845 840-850 845-855 850-860 820-830 825-835 835-840 835-845
热处理过程中的节能措施
热处理加热节能潜力很大，在实际生产中，Hale Waihona Puke Baidu
车间工艺员和操作人员节能意识是实现高效、 优质、低能耗热处理的主要因素。 提高热处理节能的途径主要有：加热工艺的 节能；加热设备的节能；生产组织的节能。
加热工 艺的节 能途径
工艺参 数的合 理确定
加速化 学热处 理过程
改变加 热方式

硬度是工件热处理最重 要的质量检验指标，不 少工件还是唯一的质量 检验指标。 厂内自备的落实硬度计， 误差在1HRC之内，可 检测20-70HRC之间的 硬度。 洛氏硬度计只适用于测 量板材厚度必需在1mm 以上的产品，圆棒直径 为3mm的产品，小的产 品无法测量

热处理畸变量也是热 处理质量的重要指标 之一。 厂内自备的变形量检 测计，精度在1丝。
利用前 道工序 余热
缩短加 热时间
降低加 热温度
加热设备可 以采取的节 能措施
合理 选择 能源
减少热 损失， 提高热 效率
废料 利用
燃料 炉的 节能
炉型 的合 理选 择
热处理知识考试试题
一）填空题
1、热处理工艺一般包括___、___、___三个过程，有时只有___、____两个过
程，这些过程互相衔接，不可间断。 2、钢铁整体热处理主要包括___、___、___、___四种工艺。 3、临清新能轴承炉业热处理有限公司是一家以天然气淬火轴承位主要业务的公司。 其淬火炉生产线主要包括____、____、____、____四个部分。 4、检验淬火完成的工件主要检查_____、_____两个部分，要求严格的还需要检 测_____。 5、_____、_____、______ 对加热中的工件具有脱碳作用。 二）简答题 1、控制热处理质量的几个主要步骤是什么？ 2、提高热处理节能的途径主要由哪些？

热处理质量控制
热处理质量反映机械产品的内在特性，经过热处理 的零件，其工作效能的高低，使用寿命的长短主要 取决于材料及热处理质量。 为了保证热处理质量，目前通常采用“事后检验” 的方法，主要检测硬度和显微组织等，但仅靠检验 是被动的，无论检验怎么严格，也只能起到把次品、 废品挑出来的作用，不能防止不合格品的产生。因 此提高工艺水平、加强现场操作管理才是有效提高 热处理质量的有效途径。

公元前六世纪，钢铁兵器 逐渐被采用，为了提高钢 的硬度，淬火工艺遂得到 迅速发展。中国河北省易 县燕下都出土的两把剑和 一把戟，其显微组织中都 有马氏体存在，说明是经 过淬火的。

随着淬火技术的发展，人 们逐渐发现淬冷剂对淬火 质量的影响。三国蜀人蒲 元曾在今陕西斜谷为诸葛 亮打制3000把刀，相传是 派人到成都取水淬火的。 这说明中国在古代就注意 到不同水质的冷却能力了， 同时也注意了油和尿的冷 却能力。中国出土的西汉 (公元前206～公元24)中山 靖王墓中的宝剑，心部含 碳量为0.15～0.4%，而表 面含碳量却达0.6%以上， 说明已应用了渗碳工艺。 但当时作为个人“手艺” 的秘密，不肯外传，因而 发展很慢。

淬火油槽采用超 深设计，在落料 过程中完成淬火 冷却。 油槽底部配备一 个冷却循环泵及 一个喷油泵。确 保油温在设定温 度内波动。

清洗机配备 循环水泵和 喷淋水泵， 确保产品在 清洗过程中 清洗干净。 图示左下为 出油口，清 洗过后的废 油可以回收。

回火炉采 用低温控 制，分4区 加热，每 区2个烧嘴， 最大化的 节约能源。 回火炉1-4 区炉顶各 配备一个 搅拌风扇。

热处理过程中的质量控制
热处理过程中的全面质量控制是热处理质量
管理的重要组成部分。热处理全面质量控制， 就是对整个热处理过程中的一切影响零部件 热处理质量的因素实施全面控制，全程全员 参与热处理质量工作， 把质量保证的重点从 最终检验的被动把关，转移到生产过程中的 质量过程上来，把零件热处理缺陷消灭在质 量的形成过程中，从而确保零件热处理质量， 确保产品使用的安全可靠和寿命。

热处理过程
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程， 有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接， 不可间断。 加热：加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一， 选择和控制加热温度 ，是保证热处理质量的主要问 题。 冷却：冷却是热处理工艺过程中不可缺少的步骤， 冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。

金属热处理工艺
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热 处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热 温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若 干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热 处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的 性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁 显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类 繁多。 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速 度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工 艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和 回火四种基本工艺。
热处理过程质量控制的具体方法步骤
首先要检验待处理工件。热处理的供货和加
工状态可能是铸造、锻造、热挤压、冷拔、 切削和焊接等。它们的许多质量缺陷对热处 理质量有影响。要根据实际情况制定热处理 过程中的工艺。 其次要制定加热温度并严格控制。要保证处 于过程中的所有工件和工件所有部位均处于 工艺要求的温度范围。


热处理过程中还要注意 可控气氛的调节。由于 钢在加热过程中，表层 的碳与介质中的氧、氢、 二氧化碳及水蒸气发生 反应，降低表层碳浓度， 所以实际工艺过程中要 注意可控气氛的调节

实用过程中一般用甲醇调节 气氛，确保炉内无氧存在。 该图为厂内甲醇滴注流量计， 在热处理过程中要注意质量 与经济的结合，合理设定流 量参数。
淬火油槽中的油对热处理工艺也要极为重要的影
响。淬火油中含水、油温上下不均、油的的质量 等都会对工件造成淬火软点或畸变。 淬火油的含水量应该小于0.05%。实际操作中要 配备喷油泵或油槽搅拌器。合理选用淬火油。 每月或每季度应提取淬火油槽中的油送至淬火油 供应商处进行化验，检测油的含水量及淬火油老 化程度。 及时清除淬火油槽中的悬浮物及沉积物。
金属热处理概念


金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温 度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的 介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构 来控制其性能的一种工艺。 金属热处理是机械制造中的重要过程之一，与其他加工工艺 相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而 是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成 分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在 质量，而这一般不是肉眼所能看到的，所以，它是机械制造 中的特殊工艺过程，也是质量管理的重要环节。
过热和过烧是金属材料加工及热处理时的常
见缺陷，过热和过烧会明显降低钢的力学性 能，甚至使零件报废。 钢在锻造时终锻温度偏高，或者是淬火前冷 拔管硬料，在淬火时如果不注意调节加热温 度，很容易造成工件在合理硬度内却容易 “炸料”现象。
在氧化性介质中加热时常常引起钢件表面脱碳，
从而降低了表面硬度、耐磨性及疲劳强度等。 水蒸气、二氧化碳、氢气对加热中的钢件具有 脱碳作用： 甲烷、丙烷是强烈增碳性气体。在加热气氛中 通入丙烷，可减少其中水蒸气和二氧化碳的含 量，提高炉内碳势。
加热时间 （min） 23-35 35-45 45-55 55-60 50-55 55-60 60-65 65-70
厂内自动控制 系统简图 通过淬火炉各 区热电偶反馈 回来的温度自 动控制烧嘴开 关，使温度徘 徊于设定温度 范围之内。 除去热冲击影 响，该控制系 统使炉膛温度 控制在1℃之内。