軸承保持架又稱軸承保持器,指部分地包裹全部或部分滾動體,并隨之運動的軸承零件,用以隔離滾動體,通常還引導滾動體并將其保持在軸承內,其工件常用材料為08鋼,熱處理采用氣體氮碳共滲表面強化處理,但總是存在著斷裂缺陷。經(jīng)分析其原因,發(fā)現(xiàn)增加一道去應力退火熱處理,可以避免這種缺陷,而且效果良好。
軸承保持架呈沖壓波浪形,熱處理采用氣體氮碳共滲表面強化處理。工藝為:570℃x(3-4)h,油冷或水冷。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)部分保持架發(fā)生斷裂,斷口部位均在鉚釘鉚合部位。
分析認為,保持架氮碳共滲層深度技術要求為0.005-0.012mm,而失效保持架滲層深度達0.050mm,這是由于氮碳共滲溫度高和時間過長造成的。另外,共滲溫度愈高,共滲層化合物不均勻性愈重,疏松層愈厚,并且疏松更嚴重。金相觀察時發(fā)現(xiàn)黑色組織缺陷,這種黑色組織是一種空洞,一般分布于表面深度很淺處,是一種典型的氮碳共滲缺陷組織。該組織使零件表面密度下降,耐磨性降低,并且易于剝落,甚至導致工件斷裂。工件產(chǎn)生黑色組織是由于氮碳共滲溫度偏高造成的。保持架斷裂原因:一方面氮碳共滲滲層過深使表層組織脆化,以及組織中存在疏松與黑色組織缺陷使材料剝落和性能較大下降;另一方面是工件綜合應力集中大于材料強度,使工件發(fā)生斷裂。沖壓加工使保持架有一定冷加工應力。氮碳共滲后,工件又疊加熱處理中產(chǎn)生的組織應力和熱應力。保持架鉚合加工時,鉚合應力再次疊加,鉚合部位顯然是應力集中點和工件薄弱處。缺陷保持架同時存在滲層過深表層脆化和疏松黑色組織缺陷等。當應力集中大于工件薄弱處強度時,該處便產(chǎn)生裂紋和斷裂。
工藝改進如下:
(1)根據(jù)失效工件分析,降低氮碳共滲層深度,減少滲層脆性,減少和消除開裂危險。
(2)為減少工件加工中產(chǎn)生的應力,工件沖壓后和鉚接后,均應補加去應力退火處理;工件氮碳共滲后,也應采用中頻退火設備去應力退火處理,以消除熱處理中產(chǎn)生的組織應力和熱應力,以減少工件變形和開裂隱患。
經(jīng)多次試驗得出,在原熱處理工藝的基礎上再增加一道去應力退火工藝,生產(chǎn)出來的軸承保持架無斷裂缺陷,而且生產(chǎn)性能良好,適合大批量大規(guī)模生產(chǎn)。