工件的熱處理是很有必要的。但是,傳統(tǒng)設(shè)備對工件進行淬火、回火等熱處理時,總會產(chǎn)生如操作不方便、耗時耗電、污染空氣等缺陷,目前,市面上流行的是一種新型的感應(yīng)加熱設(shè)備,這種設(shè)備,解決了傳統(tǒng)設(shè)備的弊端,功能也比傳統(tǒng)設(shè)備更加的完善。今天,我們就以新型高頻感應(yīng)退火設(shè)備對零件的熱處理為例,簡單的介紹下軸承零件的最終熱處理工藝。
1.淬火 可使零件獲得高的硬度和耐磨性,高的接觸疲勞壽命和可靠性,高的尺丁穩(wěn)定性。淬火工序工藝參數(shù)包括淬火加熱溫度.加熱方法、保溫時間,冷卻介質(zhì)及冷卻方法等。
(1)加熱時間,淬火加熱時間包括升溫,均熱和保溫??偟募訜釙r間=升溫時間+(升溫十均熱))×0.3-0.5.加熱時間與淬火加熱溫度高低有關(guān)。
(2)淬火加熱溫度,淬火較佳加熱溫度應(yīng)使奧氏體中含有適宜的含碳量并溶解大量Mn、Mo合金元素,而不產(chǎn)生晶粒長大及出現(xiàn)過熱組織。
(3)淬火冷卻介質(zhì)與冷卻方法
1)淬火冷卻介質(zhì),淬火冷卻介質(zhì)應(yīng)保證軸承零件在冷卻過程中,在奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)有足夠的冷卻速度,而不發(fā)生非馬氏體轉(zhuǎn)變,在馬氏體轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)緩慢冷卻,以達到減少組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力,從而減少套圈的變形和開裂的效果;
軸承鋼具有足夠的淬透性,按零件大小,通常選用不同冷卻特性的淬火油。常用淬火油有:普通淬火油、快速淬火油、超速淬火油、光亮淬火油、真空淬火油及分級淬火油等。
2)冷卻方法,按軸承零件的不同質(zhì)量要求、形狀、壁厚及尺寸而有所不同。通常馬氏體級淬火冷卻方式有:小零件自由落下冷卻,上下震動冷卻、壓模淬火,分級淬火、等溫淬火及旋轉(zhuǎn)機冷卻(速度<1.5m/s)等。其目的為了使套圈變形小,并獲得均勻組織和性能。
2.冷處理 一般情況下軸承鋼在淬火后含有15%左右殘留奧氏體(體積分數(shù)),由于這些奧氏體存在于淬火組織中,雖經(jīng)常規(guī)回火處理,仍不能使其全部轉(zhuǎn)變和穩(wěn)定,故當零件在室溫條件下長期存放時,其尺寸會因奧氏體轉(zhuǎn)變而變化。冷處的目的主要是減少淬火組織中殘留奧氏體含量,并使剩余的少量奧氏體趨于穩(wěn)定,從而增加尺寸穩(wěn)定性和提高硬度。
(1)冷處理的保溫時間,僅從馬氏體相變來看,奧氏體的轉(zhuǎn)變是冷到一定溫度范圍完成的。由于裝入量不同。所以在生產(chǎn)上冷處理保溫時間通常規(guī)定為1~1.5h。但應(yīng)指出,深冷處理并不能使殘留奧氏體全部轉(zhuǎn)變。
(2)冷處理的溫度,冷處理溫度主要根據(jù)鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變終止點、淬火組織中殘留奧氏體含量、冷處理對力學性能的影響、零件的技術(shù)要求和形狀復(fù)雜情況而定。GCr15鋼在淬火溫度后連續(xù)冷卻到低溫時,馬氏體轉(zhuǎn)變終止點在-70度左右,低于Mf的冷處理,對減少殘留奧氏體的效果并不顯著。
(3)冷處理的操作方法,淬冷后到冷處理之間的停留時間不宜過長,一般不超過2h。生產(chǎn)中,零件淬冷到室溫后,立即在低溫箱或干冰酒精中進行冷處理。從淬冷后到冷處理之間停留時間越短,冷處理的效果越好。停留時間過久,易出現(xiàn)殘留奧氏體的陳化穩(wěn)定,降低冷處理效果。對形狀復(fù)雜的零件淬冷到室溫后立即進行冷處理會產(chǎn)生開裂,因此,對這種零件在淬火和冷到室溫后,可先進行110~130度保溫30~40min預(yù)回火,然后再進行冷處理,但回火會使殘留奧氏體陳化穩(wěn)定。冷處理后零件應(yīng)放在空氣中恢復(fù)到室溫后立即進行回火,否則,會導(dǎo)致零件開裂.一般從冷處理后至回火的停留時間不應(yīng)超過4h。
3.回火 GCr15和GCr15SiMn鋼在淬火組織中存在著兩種亞穩(wěn)定組織一馬氏體和殘留奧氏體,有自發(fā)轉(zhuǎn)化或誘發(fā)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定組織的趨勢。同時,零件在淬火后處于高應(yīng)力狀態(tài),在長時間存放或使用過程中,極易引起尺寸改變,喪失精度,甚至開裂。通過回火可以消除殘留應(yīng)力,防止開裂,并能使亞穩(wěn)組織轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定的組織,從而穩(wěn)定尺寸,提高韌性,獲得良好的綜合力學性能。
(1)回火工藝,鉻軸承鋼回火工藝應(yīng)根據(jù)軸承服役條件和對技術(shù)質(zhì)量要求來確定??偟膩碚f可分為三種工藝:常規(guī)回火一一般軸承零件回火;穩(wěn)定化回火—精密軸承零件的回火;高溫回火—一些航空軸承及其他特殊軸承零件的回火。不論哪種工藝,為保證軸承在使用條件下尺寸、硬度和性能的穩(wěn)定,回火溫度應(yīng)比軸承工作溫度高30~50度,一般軸承的使用溫度均在120度以下,因此常規(guī)回火溫度采用150-180度。對載荷較輕、尺寸穩(wěn)定性要求高的軸承,其零件可采用200--250度回火。對在高溫下工作的軸承,根據(jù)使用溫度,零件的回火溫度可選用200、250、300 或400度。
(2)回火后技術(shù)要求及質(zhì)量檢查
軸承零件回火后的顯微組織、斷口、脫碳,貧碳和畸變等均按淬火后技術(shù)要求。軸承零件的回火穩(wěn)定性應(yīng)小于lHRC。鋼球的壓碎載荷不得低于規(guī)定。
回火質(zhì)量檢查,回火后質(zhì)量檢查除淬、回火后的檢查項目外,必須進行鋼球壓碎載荷和回火穩(wěn)定性的檢查?;鼗鸱€(wěn)定性檢查主要是檢查回火是否充分,其方法是將已回火零件用原回火溫度,重新回火3h,在原回火硬度測點附近復(fù)測,硬度下降不超過1HRC者為合格。鋼球壓碎載荷試驗可按GB308規(guī)定進行。
4.穩(wěn)定化處理(補加回火) 穩(wěn)定化處理主要是為了消除部分磨削應(yīng)力,進一步穩(wěn)定組織,提高軸承零件的尺寸穩(wěn)定性。穩(wěn)定化處理溫度比原回火溫度低20~30"C,一般采用120~160度,保溫時間為3~4h.各種零件穩(wěn)定化處理的保溫時間,一般應(yīng)按照軸承精度等級和尺寸與形狀來選擇.
5.軸承零件淬、回火后的質(zhì)量控制 零件淬、回火后的質(zhì)量控制按JB1255高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術(shù)條件執(zhí)行。
看了上面的講述,我們了解到軸承零件的最終熱處理大概包括淬火、冷卻、回火等工藝流程,針對這些工藝我們都做了一些簡單的講述。我們也了解到新型高頻感應(yīng)加熱設(shè)備有操作方便、體積小等諸多好處,如果您的廠里還沒這樣的設(shè)備,那還等什么,還不趕緊行動起來。在國慶節(jié)期間購買,還有意想不到的驚喜等著你。