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贵州快3视频一文搞懂轴承钢生产过程很实用!

2020-12-02 08:01

  轴承钢的钢坯是如何来的呢?以下动画让您知道从废料来厂到最后的钢坯铸出,整个过程很直观,值得一看!

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  轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以要求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。

  轴承钢热处理工艺预先热处理和最终热处理两个主要环节。GCr15钢是轴承钢应用最广泛的一种,合金含量较少且性能良好的高碳铬轴承钢。GCr15轴承钢经过热处理后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。

  ①正火:高碳铬轴承钢正火工艺当工件透热后保温40~60分钟,冷却需要较快,正火之后立即转为球化退火。

  ②球化退火:GCr15铬轴承钢常采用等温球化退火工艺,790℃被认为是最佳的球化加热温度。退火前需加热到900~920℃,保温2/3~1h后正火。保温时间随工件大小、加热炉的均匀性、装炉方法及装炉量、退火前的原始组织均匀性而定。

  低温球化退火主要适用于冷冲球、冷挤压套圈的再结晶退火。普通球化退火、等温球化退火主要适用于锻造套圈、热冲球以及横锻球的退火。铬轴承钢球化退火工艺。

  ①轴承零件:一般采用淬火和低温回火,其目的是提高钢的强度、硬度、耐磨性与抗疲劳性能。GCr15钢淬火温度在820~860℃,油淬临界直径为25mm。一般采用油冷淬火。加热保温时间比合金工具钢长,盐浴加热系数取值0.8~1.5min/mm。空气炉加热系数1.5~2min/mm。

  160℃±10℃的低温回火,回火时间一般为2~4h。精密轴承零件为稳定尺寸,淬火后应进行-60~80℃冷处理,保温时间为2~4h,冷处理后零件恢复到室温,在4h内进行回火,以防止零件开裂。

  低温回火时未能完全消除的残留应力在磨削加工后会重新分布。这两种应力会导致零件尺寸发生变化,甚至会产生龟裂。为此,应再进行一次补充回火,回火温度为120~160℃,保温5~10h或更长。

  ②工模具GCr15热处理:由于此钢容易产生白点缺陷,大型工模具热处理容易开裂,采用缓慢加热或690℃长时间(大于5h)分段等温可以降低开裂概率,奥氏体化温度选择810℃±10℃,保温系数a=1.6~0.9min/mm。大于60mm直径的工件需要水油双液淬火。

  1.退火硬度:热处理前要检验退火状态零件的硬度及组织。GCr15:179-207HB(88-94HRB),其他为179-217HB(88-97HRB)。若硬度不合格(过高、过低或不均匀),都要认真分析原因,可能对淬火产生影响(如,硬度不够,脱碳,过热,椭圆大等)。

  2.淬回火硬度:壁厚不大于12mm时,淬火后≥63HRC,回火后60-65HRC;可能会遇到客户提出特殊的硬度要求,如61-64HRC等,但回火后硬度公差范围要大小于3HRC;正常淬火时,硬度值主要取决于回火温度。

  3.硬度均匀性:标准规定,同一零件硬度均匀性一般为1HRC;外径大于200mm,不大于400mm时为2HRC;大于400mm时为3HRC.

  (2)硬度低:淬火温度低或加热时间短,冷速慢,碳势低(有脱碳),材料脱碳。

  正常情况下,GCr15的淬火温度为840 ℃左右,一般不超过850℃。GCr15SiMn的淬火温度为820℃左右,一般不超过835℃。过高或过低的温度会造成马氏体的过热或欠热。标准规定马氏体1—5级合格(微型零件1—3级)。加严为1—4级。对于壁厚小(一般6-7mm以下)的产品可以1—3级。马氏体粗细主要与加热温度和加热时间有关。

  贝氏体等温淬火一般使用的材料为GCr15 和GCr18Mo,GCr15钢加工的零件有效厚度多是控制在30mm内,GCr18Mo可以扩展到65mm。

  等温温度:不论是GCr15还是GCr18Mo,其Ms点一般为225℃,等温温度常用235-245℃。

  按JB/T1255标准评定1-3级合格,贝氏体主要与加热温度和加热时间,等温温度及时间有关。

  屈氏体是在加热或淬火时产生的非马氏体或贝氏体组织,不希望它存在。标准中规定有效壁厚不大于12mm ,心部不大于1—2级;大于12mm时,表面3mm外心部不控制 ,表面3mm内允许少量屈氏体。

  屈氏体的产生主要是冷却不良或加热不足产生,主要是冷却不良的原因;油淬火一般心部不出现屈氏体有效壁厚为8mm左右;盐淬火一般心部不出现屈氏体有效壁厚为15mm左右;加强介质流动、提高淬火温度、增加零件间或零件与工装的间隙、盐中加水等都能减少屈氏体的产生;有时能发现表面有屈氏体,而心部没有,一般是介质中含水量太多造成的。

  残余奥氏体是马氏体转变不完全性造成的,适量的残余奥氏体对零件的寿命有利。一般淬回火有7—10%;深冷处理后会有4%左右;冷水处理后5—8%;特殊要求时可以达到15—30%;一般有减少奥氏体要求的,要增加冷水处理(线上装冷冻机),温度越低,残奥就越少;减少在淬火介质中的停留时间,也会减少残奥。

  残余奥氏体要求低于5%以下的,要采用深冷处理(-70 ℃ — -90 ℃)。

  新标准中把脱碳和贫碳统称为脱碳,按照标准轴承零件允许有一定的脱碳,但许多工厂已经开始要求零脱碳,检验脱碳可以采用硬度法或金相法,工厂一般常用金相法,一般来说设备厂是保证0.03mm,大的零件0.06mm以内。零件脱碳一般是气氛原因造成的,如炉体漏气,炉压低,碳势低,气体中含氧气多,甲醇中含水高等。

  轴承套圈的变形形态一般有椭圆、翘曲、锥度及尺寸涨缩。椭圆是工厂最关注的,造成淬火变形的原因很多。淬火时,从原材料/退火/车加工/热处理设备/工装/模具/装料方法/工艺/炉温均匀性/油槽/淬火介质/零件形状等等因素都会对变形产生影响。

  对于变形超差产品,不建议进行整形;变形很大时,需要进行整形;对尺寸稳定性要求高的产品,不允许进行整形,直接报废处理。淬火介质温度越高,椭圆变形越小,但冷却能力会降低。

  一般情况下高碳铬轴承钢套圈采用回火后整形,渗碳轴承套圈用模具整形,均不允许砸形。

  回火后的整形步骤:内撑——带顶回火——卸顶——回火——检验,决不能减少步骤。

  整形不正确会出现磨削变形或成品变形。不考虑其他因素,热处理设备(辊底炉)方面目前能够满足椭圆的要求(对于2,3,4类,不含冷挤压套圈):外径不大于50mm的套圈,90%数量可以达到规定值的50%;外径50--120mm的套圈,90%数量可以达到规定值的70%;外径120--200mm的套圈,90%数量可以达到规定值的80%;要注意考虑个别产品(3%)异常的因素。也可以使用GB2828抽检及判定方案,一般按GB2828标准抽样判定,其中检验水平为Ⅱ,AQL 值为4.0尺寸涨缩。

  正常的尺寸涨缩是热处理的正常规律,若没有外力约束,油淬火外径涨大0.8—1.2 %,盐淬火外径涨大1.0—1.5%。

  壁厚越大涨大量越大,应取上限。壁厚很薄时,涨大量很小,甚至不涨或缩小,要注意调整车削留量。

  影响零件的外观因素很多,如气氛均匀性、气氛纯度、炉压、碳势、炉体结构、炉体密闭性、清洗液、淬火介质等等,一般油淬火后工件是银灰色,盐淬火后是蓝褐色。

  SEP1520是德国的标准,目前在欧洲大多使用该标准,用于评价碳化物的组织,只有标准图片及检验方法,无判定界限:一般情况2、3、4、5与退火有关,基本与淬火无关。

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