轴承零件的热处理.ppt

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1、轴承零件的热处理——高碳铬轴承钢　　轴承套圈热处理的简述殷晓剑2008.11.28一、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

2、金相组织是不同的。1.3套圈热处理工序未退火钢锻造退火正火退火钢淬火车加工回火冷处理磨削加工二次回火精研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。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

3、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。2.4珠光体——铁素体与渗碳体组成的层片状组织。珠光体中铁素体与渗碳层片的粗细及形态，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

4、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。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。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

5、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。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。3.2正火的目的：1

6、)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)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

7、体组织，这种组织淬火后硬度高、抗回火性能好。3.3正火的工艺目的材质温度℃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：930~950GCr15GCr15SIMn消除不太粗网状碳化物或返修退火消除粗大网状碳化物细化组织890~900880~910900~920910~940870~8903.4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、浸油或浸乳化液等手段快速冷却；4)不

8、论何种冷却