我国轴承零件热处理现状及对策
随着主机的高速化、轻量化,轴承的工作条件更加苛刻,对轴承的性能要求越来越高,如更小的体积、更轻的质量、更大的承载容量、更高的寿命和可靠性等。其中,国产轴承的寿命和可靠性成为近年来越来越突出的问题,开发热处理新技术、提高热处理质量一直是国内外轴承生产企业及相关企事业单位关注的课题。
1. 高碳铬轴承钢的退火
高碳铬轴承钢的理想退火组织是铁素体基体上分布着细、小、匀、圆的碳化物颗粒的组织,为以后的冷加工及终的淬回火作组织准备。目前,除少数企业使用周期式设备外,普遍使用的是无保护气氛的单通道推杆式等温退火炉。退火的组织和硬度控制已比较成熟可靠,可较容易地把退火组织控制在JB1255标准中的2~3级或细点组织。存在的问题是能耗偏高、退火后氧化脱碳严重。近年来,从节能的角度出发,开发了油电复合加热等温退火炉、双室首尾并置的等温退火炉,节能效果显著,应大力推广;同时,随着毛坯精密成形工艺和设备的出现,开始采用氮基保护气氛等温退火炉,以减少退火过程中的氧化脱碳,降低原材料的消耗和机加工成本。
2. 高碳铬轴承钢的马氏体淬回火
常规的高碳铬轴承钢马氏体淬回火工艺的发展主要分3个方面:一是开展淬回火工艺参数对组织和性能影响的基础性研究,如淬回火过程中的组织转变、残余奥氏体的分解、淬回火后的韧性与疲劳性能等;二是淬回火的工艺性能的研究,如淬火条件对尺寸和变形的影响、尺寸稳定性等;三是取缔氧化或保护气氛加热,推广可控气氛加热。
3. 贝氏体等温淬火
贝氏体等温淬火是近年来国内轴承行业研究的热点。借助于国家“八五”重点企业技术开发项目“铁路客车轴承”,有关单位对贝氏体等温淬火的组织与性能进行了较为系统的研究,并成功地应用于准高速铁路轴承的生产中。2001年在修订JB1255时,正式将贝氏体等温淬火的技术内容列入标准正式条文。贝氏体淬火工艺在轧机、机车、铁客等轴承上得到较为广泛的推广应用。
4. 特殊热处理
高碳铬轴承钢一般是整体淬硬,淬后的残余应力为表面拉应力状态,易造成淬火裂纹、降低轴承的使用性能。一类特殊热处理是通过对高碳铬轴承钢进行渗碳、渗氮或碳氮共渗,提高表层的碳、氮含量,降低表面层的Ms点,在淬火过程中表面后发生转变而形成表面压应力,提高耐磨性及滚动接触疲劳性能。另一方面,通过一定的方法使热处理后的轴承零件中保留一定量稳定的残余奥氏体,利用易变形的残余奥氏体降低压痕的边缘效应,使起源于压痕边沿的表面疲劳源不易形成和扩展,从而提高轴承在污染条件下的接触疲劳寿命。
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