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轴承的热处理工艺(轴承材料及其热处理的发展方向有哪些)

一、改进冶炼技术提高钢的洁净度及均匀性

与工业发达国家相比,我国轴承钢的氧含量虽然接近国外先进水平,但夹杂物和碳化物的尺寸和分布的均匀性、成分的均匀性与国外相比仍有很大差距。例如,存在大量大尺寸夹杂物和碳化物,基本成分不均匀形成黑白色区域等,导致轴承零件质量存在固有缺陷,严重影响轴承的寿命、可靠性和一致性。轴承。

另外,滚动接触面上大尺寸夹杂物的存在严重降低了表面精度并增加了轴承噪声。为此,轴承行业应与冶金行业协商,鼓励冶金行业在进一步降低氧含量的基础上,开展铸造凝固技术、轧制技术、夹杂物控制和检测技术的研究,如改进铸造过程中的电磁搅拌。连铸,增大连铸坯尺寸并强化高温扩散退火,以改善夹杂物和碳化物的尺寸和分布均匀性。

轴承的热处理工艺(轴承材料及其热处理的发展方向有哪些)

二、开发推广新钢种满足不同轴承的要求

随着主机的小型化、轻量化、高速化,轴承的使用环境越来越多样化,对轴承的要求也越来越苛刻。目前,我国现有钢种已经不能满足或不能完全满足要求。主机对轴承有要求。为此,应积极开展新材料的开发和推广。如开发大型轴承用高淬透性钢、重载清洁润滑条件或小型轻量条件下使用的轴承钢、污染条件下使用的轴承高碳钢和渗碳钢、准高温(轴承钢用于工作温度低于200的条件下)和特殊条件下使用的轴承钢(不锈钢、高温钢)。

三、热处理新工艺的研究及推广

1.贝氏体淬火

由于贝氏体等温淬火处理的轴承表面具有良好的冲击韧性和压应力,大大减少了装配时内套开裂,或使用时外套脱落、内套断裂的可能性,并且可减少辊子边缘的应力集中。因此,等温淬火后的轴承平均寿命和可靠性比常规淬火后有显着提高。该工艺广泛应用于铁路轴承、轧机轴承以及特殊工况条件下使用的轴承。与其他延长寿命的措施相比,这一过程简单、成本低。近年来,我国开发了新钢种GCr18Mo贝氏体淬火特殊钢,推广贝氏体淬火在大型轴承零件上的应用。鉴于该工艺的诸多优点,建议在工作条件恶劣(冲击载荷大、润滑不良等)或可靠性要求较高的轴承中大力推广,并进一步深入研究其耐磨性和耐磨性。贝氏体处理后的疲劳寿命。

2.表面碳氮共渗

洛阳轴承研究所于20世纪80年代开展了轴承钢马氏体应力淬火研究。通过对高碳铬轴承钢零件进行特殊的碳氮共渗后淬火,提高和改善了表面残余奥氏体含量。变速箱的碳氮共渗极大地改善了表面应力状态。在不降低表面硬度的情况下增加表面残余奥氏体含量,从而提高轴承在污染润滑条件下的疲劳寿命和可靠性。

四、表面改性技术

通过适当的表面处理改善表面性能,以满足特殊条件下轴承的性能要求。例如,利用气相沉积技术在轴承滚道上涂覆金刚石涂层,可以实现减摩耐磨,大大提高轴承的磨损寿命和精度保持性能,可在家电轴承、电脑硬盘等方面推广应用轴承;采用热涂层技术在轴承外圈外筒上涂覆氧化铝陶瓷材料,可以提高轴承的电气绝缘性能,防止触电损坏,提高电机轴承的寿命和可靠性;硫在轴承零件表面渗透或沉积M0S2可达到减摩和润滑的目的。

五、热处理设备及相关技术

1、气氛及控制

从采用保护气氛加热到精确控制碳势、氮势的可控气氛加热,零件热处理后的性能得到提高,脱碳、裂纹等热处理缺陷大大减少。结合热处理淬火变形控制技术,可以减少热处理后的精加工余量,提高材料利用率和加工效率,同时改善轴承零件精加工后的表面状态,如表面碳含量、组织、硬度等。和压力状态等待。

2、自动化及智能化

一方面,它根据零件的使用要求、材料和结构尺寸,利用物理冶金知识和先进的计算机模拟和检测技术,优化工艺参数,以达到所需的性能或最大限度地发挥材料的潜力;另一方面是提高热处理的自动化程度和稳定性,充分保证优化工艺的稳定性,达到产品质量离散度小(或零)的目标,从而满足主机在不同条件下的性能要求。使用条件并提高轴承的可靠性和寿命。

六、变形及尺寸稳定性

马氏体淬火过程中,由于零件各部位冷却不均匀,不可避免地产生热应力和组织应力,导致零件变形。零件调质后的变形(包括尺寸变化和形状变化)受多种因素影响,是一个相当复杂的问题,如零件的形状和尺寸、原始组织的均匀性、粗加工状态等淬火前(车削刀具的尺寸、加工的残余应力等)、淬火时的加热速度和温度、工件的放置方式、上油方式、淬火介质的特性和循环方法、介质的温度等都会影响零件的变形。应结合具体设备和产品对变形进行研究,提出控制变形的措施,如采用旋转淬火、模具淬火、控制零件进油方法等,以减少热处理变形,提高加工效率和零件性能。

马氏体淬火后,零件的尺寸稳定性主要受到以下三种不同转变的影响:碳从马氏体晶格迁移形成-碳化物、残余奥氏体分解和Fe3c的形成。这三个转变是相互作用的。覆盖。在50120之间,由于-碳化物的析出,零件的体积减小。一般情况下,零件在150回火后就完成了这种转变。这将对零件在今后使用中的尺寸稳定性产生影响。可以忽略; 100250之间,残余奥氏体分解转变为马氏体或贝氏体,并伴有体积增加;高于200C时,-碳化物转变为渗碳体,导致零件尺寸减小。

研究表明,残余奥氏体在外部载荷或较低回火温度(甚至在室温下)下会分解,导致零件尺寸变化。因此,在实际使用中,所有轴承部件的加热温度应比工作温度高50。对尺寸稳定性要求较高的零件应尽可能降低残余奥氏体含量,并改善储存、运输和使用。尺寸稳定性、精度、寿命和可靠性。

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