轴承零件的热处理

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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
RJT-1100联合 双室式推杆电炉
大批量、大型及壁厚工件 两个加热室,第一个用于正火、第二个用于退火
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
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。
上料区
淬火炉
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
中小型套圈
P0 P4、P6
油炉或电炉 油炉
150~170 150~170
2.5~3 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:
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。

3.5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:
正火加热设备名称
应用范围
备注
RJX型箱式电炉
180KW非标准井式电 炉
批量不太大的中小型工件 较大批量
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℃
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。
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。
T——200℃
T1——225℃
T2——250℃
T3——300℃
采用高温回火的套圈,在退火前要增加正火工序。
6.7套圈的附加回火(二次回火/稳定处理)
6.7.1附加回火的原因和含义 经热处理的轴承套圈在磨加工过程中,会产生磨削
应力;磨削应力使热处理后残留在套圈金属内部的 应力重新分布,会导致套圈的精度改变,甚至产生 表面裂纹。
2~5
2~4
时间/h
4.4.4 快速退火
温度/℃
900~910
30~50 min
正火
780±10
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。
4) 分级淬火油,用于要求变形小的大直径、薄壁和 形状复杂的套圈;
5) 真空淬火油,用于在真空条件下对套圈进行淬火 冷却;
6) 快速光亮 ,用于可控气氛加热的零件淬火后保持 表面光亮;
7) 机械油,精制矿物润滑油,N32、N15。
六、套圈的回火
6.1 回火的定义 把淬火钢加热到Ac1以下的某一个温度,保温
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。
1.2热处理的含义
为了改变金属的各种机械、物理、化学性能 及金属的冷、热加工性能,使之能够满足设 计需要的用途,对金属进行加热,并达到一 定的温度后,在该温度停留一段时间,然后 在某种冷却介质中以一定的冷却速度冷下来。 不同的温度状况、不同含碳量,金属的金相 组织是不同的。
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。
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:
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
4.2.2一般退火——温度范围在770~810℃, 通常认为790℃是比较理想的,保温时间为 2~6h。
4.2.3等温退火——温度范围在780~810 ℃, 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
1) 获得均匀分布的细粒状珠光体 为后道工序的淬 火热处理做好预准备。
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。
3) 消除应力 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。
4.4各类退火工艺曲线
4.4.1 低温退火
温度/℃
升温
GCr15 670~720 GCr15SiMn 650~720
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/℃
780~810


快冷
680~720
快冷
炉冷至650℃后出炉
钢材牌号
GCr15
GCr15SiMn
套圈有效壁厚 mm
<2.0
2.0~3 .5
3.5~6 .0
6.0~9 .0
9.0~1 2
<12
12~1 15~1 18~2
5
8
1
21~25
淬火加热温度 835~ 840~ 845~ 850~ 855~ 820~ 825~ 830~ 835~ 840~

840 845 850 855 860 825 830 835 840 845
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。
4.2 退火的种类 4.2.1低温退火——在套圈淬火过热时需返修
的特殊情况下使用,温度范围在650~720℃, 保温时间为4~8h。
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 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) 若淬火前的原始组织为粗粒状、片状及粗片状的珠光体, 则其过热敏感性大,加热温度不易控制,淬火后组织不均匀, 使工件易变形与开裂,机械性能低劣;另外,片状珠光体硬 度较球状珠光体高,塑性较差,切削阻力大,切削不易分离, 使加工表面粗糙度升高。零件的车加工精度很难保证,这种 原始组织必须经正火后再次退火处理。
2.4 珠光体的粗细及形态,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。
片状珠光体
温度℃ 目的 材质
GCr15 GCr15SIMn
消除粗大 网状碳化物
930~950
消除不太粗 网状碳化物 或返修退火
900~920
910~940
880~910
细化组织
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
在磨加工之后,立即用低于原回火温度20~30℃的
温度再次回火(但应采取保护措施,避免出现氧化 而影响表面粗糙度),可以及时消除磨削应力,进 一步稳定组织,提高套圈精度稳定性,这种回火通 常叫做附加回火或稳定处理。
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
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:
1.3 套圈热处理工序
退火钢 未退火钢
锻造
退火 正火
车加工 精研
淬火 回火 磨削加工 二次回火
冷处理 抛丸
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 中的固溶体,面心立方晶体。
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 深淬硬层的套圈;
球状珠光体
1) 均匀的、细粒状的珠光体,比粗粒状、片状的、粗片状的 珠光体热处理加热温度范围窄,温度容易控制;且塑性好、 切削阻力小,便于切削加工。
2) 均匀分布、尺寸大小适宜的粒状珠光体,为以后的淬火提 供了良好的组织状态,使得淬火温度范围宽,淬火后所得到 马氏体组织细小、均匀,不易产生过热及软点,对提高轴承 的内在质量打下良好的基础。
奥氏体具有较高的塑性,屈服强度低,很容 易塑性变形。
2.3 渗碳体——Fe3C,铁原子和碳原子构成的 化合物(碳化物),正火晶系。
渗碳体的硬度很高,强度很大,显脆性。
一次渗碳体是残留化合物,是钢加热进行奥 氏体化时,未完全融化的碳化物;
二次渗碳体是析出碳化物,是钢在完成奥氏 体化后,冷却过程中从奥氏体中析出的碳化 物。
5.3 淬火工艺—工艺曲线图
温度/℃ Acm
升 A”c1 温
保温
冷却
时间/h
5.4淬火工艺过程
套圈
进炉
加热、保温
冷却
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:
相关文档
最新文档