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軸承鋼的熱處理

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  軸承鋼錠一般要在1200~1250℃高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間擴(kuò)散退火,以改善碳化物偏析。熱加工時(shí)要控制爐內(nèi)氣氛,鋼坯加熱溫度不宜過高,保溫時(shí)間不宜過長(zhǎng),以免發(fā)生嚴(yán)重脫碳。終軋(鍛)溫度通常在800~900℃之間,過高易出現(xiàn)粗大網(wǎng)狀碳化物,過低易形成軋(鍛)裂紋。軋(鍛)材成品應(yīng)快冷至650℃,以防止?jié)B碳體在晶界上呈網(wǎng)狀析出,有條件時(shí)可采用控制軋制工藝。

 
  為了取得良好的切削性和淬火前的預(yù)組織,冷加工用軸承鋼材要進(jìn)行完全的球化退火。退火溫度一般為780~800℃,退火時(shí)要防止脫碳。如果軋制鋼材存在過粗的網(wǎng)狀滲碳體,則退火前需先進(jìn)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(yīng)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(wěn)定,因此常需在淬火后進(jìn)行-80℃(或更低溫度)冷處理和在120~140℃下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定化處理。
 
   軸承鋼熱處理工藝包括正火、退火等預(yù)先熱處理和最終熱處理兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。GCr15鋼是一種合金含量較少、具有良好性能、應(yīng)用最廣泛的高碳鉻軸承鋼。GCr15軸承鋼熱處理后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。
 
  (1)預(yù)先熱處理
 
  ①正火:鉻軸承鋼正火工藝,工件透熱后保溫40~60min,冷卻需要較快,正火之后立即轉(zhuǎn)為球化退火。
 
  ②球化退火:GCr15鉻軸承鋼常采用等溫球化退火工藝,790℃被認(rèn)為是最佳的球化加熱溫度。退火前需加熱到900~920℃,保溫2/3~1h后正火。
 
  保溫時(shí)間隨工件大小、加熱爐的均勻性、裝爐方法及裝爐量、退火前的原始組織均勻性而定。
 
  低溫球化退火主要適用于冷沖球、冷擠壓套圈的再結(jié)晶退火。
 
  普通球化退火、等溫球化退火主要適用于鍛造套圈、熱沖球以及橫鍛球的退火。鉻軸承鋼球化退火工藝。
 
  (2)最終熱處理
 
  ①軸承零件:一般采用淬火和低溫回火,其目的是提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性與抗疲勞性能。GCr15鋼淬火溫度在820~860℃,油淬臨界直徑為25mm。一般采用油冷淬火。加熱保溫時(shí)間比合金工具鋼長(zhǎng),鹽浴加熱系數(shù)取值0.8~1.5min/mm。空氣爐加熱系數(shù)1.5~2min/mm。
 
  160℃±10℃的低溫回火,回火時(shí)間一般為2~4h。
 
  精密軸承零件為穩(wěn)定尺寸,淬火后應(yīng)進(jìn)行-60~80℃冷處理,保溫時(shí)間為2~4h,冷處理后零件恢復(fù)到室溫,在4h內(nèi)進(jìn)行回火,以防止零件開裂。
 
  低溫回火時(shí)未能完全消除的殘留應(yīng)力在磨削加工后會(huì)重新分布。這兩種應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致零件尺寸發(fā)生變化,甚至?xí)a(chǎn)生龜裂。為此,應(yīng)再進(jìn)行一次補(bǔ)充回火,回火溫度為120~160℃,保溫5~10h或更長(zhǎng)。
 
  ②工模具GCr15熱處理:由于此鋼容易產(chǎn)生白點(diǎn)缺陷,大型工模具熱處理容易開裂,采用緩慢加熱或690℃長(zhǎng)時(shí)間(大于5h)分段等溫可以降低開裂概率,奧氏體化溫度選擇810℃±10℃,保溫系數(shù)a=1.6~0.9min/mm。大于60mm直徑的工件需要水油雙液淬火。
 
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