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軸承套圈熱處理如何控制脫碳

發布時間:2023-07-15 04:35:24

① 解析:滾動軸承鋼生產工藝及熱處理

適於製造在不同環境中工作的各類滾動軸承套圈和滾動體的鋼,統稱為(滾珠) 滾動軸承鋼 。由於對軸承能適應的工作環境不同,如低溫、高溫、耐銹蝕、防磁性、耐振動沖擊等,軸承鋼可以是專用的碳鉻軸承鋼,也可以採用工具鋼、結構鋼、不銹鋼及耐熱鋼。目前使用最廣的是碳鉻軸承鋼。下面就讓我們一起來了解下 滾動軸承鋼 的相關知識介紹吧!

滾動軸承鋼介紹

滾動軸承鋼(rolling bearing steel)是用於製造滾動軸承的滾動體和內外套圈的鋼,通常在淬火狀態下使用。滾動軸承在工作中需承受很高的交變載荷,滾動體與內外伍皮圈之間的接觸應力大,同時又工作在潤滑劑介質中。因此,滾動軸承鋼具有高的抗壓強度和抗疲勞強度,有一定的韌性、塑性、耐磨性和耐蝕性,鋼的內部組織、成分均勻,熱處理後有良好的尺寸穩定性。常用的滾動軸承鋼是含碳0.95%~1.10%、含鉻0.40%~1.60%的高碳低鉻軸承鋼,如GCr6、GCr9、GCr15等。

為了滿足軸承在不同工作情況下的使用要求,還發展了特殊用途的軸承鋼,如製造軋鋼機軸承用的耐沖擊滲碳軸承鋼、航空發動機軸承用的高溫軸承鋼和在腐蝕介質中工作的不銹軸承鋼等。

滾動軸承鋼分類

現代的滾動軸承鋼可分為高碳鉻軸承鋼、滲碳鉻軸承用鋼、不銹軸承用鋼和高溫軸承用鋼四大類。在軸承製造工業中應用面廣、使用量大的是高碳鉻軸承鋼。

滾動軸承鋼生產工藝

軸承鋼一般用鹼性電爐冶煉,也可加爐外真空脫氣處理或鋼包真空精煉。軸承鋼的鑄錠工藝和錠型設計對非金屬夾雜物和唯基碳化物在鋼中的分布都有很大影響。軸承鋼容易產生白點,所以鋼錠和鋼坯都要緩冷。航空用優質軸承鋼需用電渣重熔或真空自耗重熔等特殊方法冶煉。

滾動軸承鋼技術要求

軸承鋼錠一般要在1200~1250℃高溫下進行長時間擴散退火,以改善碳化物偏析。熱加工時要控制爐內氣氛,鋼坯加熱溫度不宜過高,保溫時間不宜過長,以免發生嚴重脫碳。終軋(鍛)溫度通常在800~900℃之間,過高易出現粗大網狀碳化物,過低易形成軋(鍛)裂紋。軋(鍛)材成品應快冷至650℃,以防止滲碳體在晶界上呈網狀析出,有條件時可採用控制軋制工藝。

為了取得良好的切削性和淬火前的預組織,冷加工用軸承鋼材要進行完全的球化退火。退火溫度一般為780~800℃,退火時要防止脫碳。如果軋制鋼材存在過粗的網狀滲碳體,則退火前需先進行正火處理。鉻軸承鋼通常在830~860℃之間加熱,油淬,150~180℃回火。精密軸承的組織中,應盡可能降低殘余奧氏體量或使殘余奧氏體在使用過程中保持穩定,因此常需在淬火後進行-80℃(或更低溫度)冷處理和在 120~140℃下進行長時間的穩定化處理。

滾動軸承鋼熱處理

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。加熱是熱處理的重要步驟之一。滾動軸承鋼熱處理的加熱方法很多,最早是採用木炭和煤作為熱源,進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易於控制,且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱,也可以通過熔融的鹽或滾動軸承鋼,以至浮動粒子進行間接加熱。 滾動軸承鋼加熱時,工件暴露在空氣中,常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對於熱處理後零件的表面性能有很不利的影響。

因而滾動軸承鋼通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。 加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一,選擇和控制加熱溫度 ,是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的滾動軸承鋼材料和熱處理腔山差的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得需要的組織。另外轉變需要一定的時間,因此當滾動軸承鋼工件表面達到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內外溫度一致,使顯微組織轉變完全,這段時間稱為保溫時間。

編輯總結:通過以上對滾動軸承鋼及其熱處理的分析,我們已經可以初步了解滾動軸承鋼的基本信息。滾動軸承鋼離我們日常生活比較遙遠,但是這類產品對於工業生產十分重要。對於用戶來說,如果需要這類產品就要對它對更多了解。

② 軸承整體熱處理流程和技術要求

NSK軸承零件經熱處理流程後常見的質量缺陷有:淬火顯微組織過熱、欠熱、淬火裂紋、硬度不夠、熱處理變形、表面脫碳、軟點等。

1.過熱

從FAG軸承整體零件粗糙口上可觀察到淬火後的顯微組織過熱。但要確切判斷其過熱的程度必須觀察顯微組織。若在GCr15鋼的淬火組織中出現粗針狀馬氏體,則為淬火過熱組織。形成原因可能是淬火加熱溫度過高或加熱保溫時間太長造成的全面過熱;也可能是因原始組織帶狀碳化物嚴重,在兩帶之間的低碳區形成局部馬氏體針狀粗大,造成的局部過熱。過熱組織中殘留奧氏體增多,尺寸穩定性下降。由於淬火組織過熱,鋼的晶體粗大,會導致零件的韌性下降,抗沖擊性能降低,軸承的壽命也降低。過熱嚴重甚至會造成淬火裂紋。

2.欠熱

淬火溫度偏低或冷卻不良則會在顯微組織中產生超過標准規定的托氏體組織,稱為欠熱組織,它使硬度下降,耐磨性急劇降低,影響NTN軸承壽命。

3.淬火裂紋

SKF軸承零件在淬火冷卻過程中因內應力所形成的裂紋稱淬火裂紋。造成這種裂紋的原因有:由於淬火加熱溫度過高或冷卻太急,熱應力和金屬質量體積變化時的組織應力大於鋼材的抗斷裂強度;工作表面的原有缺陷(如表面微細裂紋或劃痕)或是鋼材內部缺陷(如夾渣、嚴重的非金屬夾雜物、白點、縮孔殘余等)在淬火時形成應力集中;嚴重的表面脫碳和碳化物偏析;零件淬火後回火不足或未及時回火;前面工序造成的冷沖應力過大、鍛造折疊、深的車削刀痕、油溝尖銳稜角等技術要求。總之,造成淬火裂紋的原因可能是上述因素的一種或多種,內應力的存在是形成淬火裂紋的主要原因。淬火裂紋深而細長,斷口平直,破斷面無氧化色。它在軸承套圈上往往是縱向的平直裂紋或環形開裂;在軸承鋼球上的形狀有S形、T形或環型。淬火裂紋的組織特徵是裂紋兩側無脫碳現象,明顯區別與鍛造裂紋和材料裂紋。

4.熱處理變形

NACHI軸承零件在熱處理時,存在有熱應力和組織應力,這種內應力能相互疊加或部分抵消,是復雜多變的,因為它能隨著加熱溫度、加熱速度、冷卻方式、冷卻速度、零件形狀和大小的變化而變化,所以熱處理變形是難免的。認識和掌握它的變化規律可以使軸承零件的變形(如套圈的橢圓、尺寸漲大等)置於可控的范圍,有利於生產的進行。當然在熱處理過程中的機械碰撞也會使零件產生變形,但這種變形是可以用改進操作加以減少和避免的。

5.表面脫碳

INA軸承零件在熱處理過程中,如果是在氧化性介質中加熱,表面會發生氧化作用使零件表面碳的質量分數減少,造成表面脫碳。表面脫碳層的深度超過最後加工的留量就會使零件報廢。表面脫碳層深度的測定在金相檢驗中可用金相法和顯微硬度法。以表面層顯微硬度分布曲線測量法為准,可做仲裁判據。

6.軟點

由於加熱不足,冷卻不良,淬火操作不當等原因造成的IKO軸承零件表面局部硬度不夠的現象稱為淬火軟點。它象表面脫碳一樣可以造成表面耐磨性和疲勞強度的嚴重下降。本文地址: http://www.nskfag.org/news/201105_36734.html

③ 軸承套圈開裂的原因是什麼

軸承套全裂開的原因,可能是因為溫度過低導致。

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