軸承鋼球化退火問題

1、GCr15球化退火問題軸承鋼主要用制造滾動軸承滾珠、滾柱和套圈等,有時也用來制造工具，如沖模、量具、絲錐等。軸承在工作時承受著高的集中交變載荷，由于滾珠與軸承套圈之間的接觸面積小，在高速轉(zhuǎn)動的同時還有滑動，會產(chǎn)生很大的摩擦。所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。因此軸承鋼需具有隱晶回火馬氏體+ 細小滲碳體顆粒組織。對軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴格的鋼種之一。經(jīng)過大量的試驗和生產(chǎn)實踐證明, 只有當軸承零件的原始組織為細球狀珠光體時, 經(jīng)過淬火加低溫回火后, 才能獲得隱晶回火馬氏體及在其上分布著細小碳

2、化物顆粒的組織, 這種金相組織才使得軸承零件具有高強度和韌性.GCr15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占世界軸承鋼生產(chǎn)總量的80%以上。含碳Wc為1%左右，含鉻量Wcr為1.5%左右，從1901年誕生至今110多年，主要成分基本沒有改變，現(xiàn)在生產(chǎn)軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，標準號鋼號化 學(xué) 成 分 %CSiMnPSCrMoNiYB(T)1-91GCr150.95-1.050.15-0.350.25-0.450.0250.0251.40-1.650.30GCr15鋼是經(jīng)過淬火加回火后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加

3、工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，對形成白點敏感性能大，有回火脆性。 所以要用球化退火。將鋼按完全退火的加熱速度加熱到Ac1以上2030的溫度（比不完全退火更低一些），保溫后，再以每小時2050的速度降至鋼的Ac1以下一個溫度，并在這個溫度下保溫一段較長的時間，最后隨爐冷到450500左右出爐，再在空氣中冷卻。通過這種退火后，珠光體中滲碳體及過剩滲碳體都呈球狀分布，故稱球化退火。目前,在工業(yè)生產(chǎn)中GCr15 鋼多采用等溫球化退火處理工藝,它是利用不均勻奧氏體中未溶碳化物或奧氏體中高濃度碳偏聚區(qū)的非自發(fā)形核的有利作用來加速球化。對于細珠光體組織,如果加熱到A1 溫度以上,隨后緩冷到A1 以下

4、,那么這種細珠光體組織則往往會被緩冷或保溫過程中形成的粗大珠光體組織所替代,其結(jié)果反而不利于碳化物的球化4 ;同時,在保溫過程中又不斷有滲碳體顆粒按Ostwald 熟化機制長大,使球化的滲碳體變大。什么是球化退火？球化退火操作操作時應(yīng)注意些什么？怎樣縮短球化退火的時間？球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼（如制造刃具，量具，模具所用的鋼種）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并為以后淬火作好準備。GCr15 鋼的退火加熱范圍為780 810 , 因而該廠采用790 . 冷卻速度控制在15 20h 范圍內(nèi), 整個工藝過程需要17h. 該廠根據(jù)這一工藝路線對軸承零件進行球化處理, 要求硬

5、度為179 207 HBS, 球化組織級別為2 4 級. 將鋼按完全退火的加熱速度加熱到Ac以上20-30的溫度(比不完全退火溫度更低一些)； 保溫后，再以每小時20-50的速度降至該鋼的Ar1以下一個溫度，并在這個溫度下保溫一段較長的時間，最后隨爐冷到450-500左右出爐，再在空氣中冷卻。通過這種退火后，珠光體重點滲碳體極過剩滲碳體，都呈球狀分布，故稱球化退火，是不完全退火的特殊操作，也是不完全退火的發(fā)展，它與等溫退火是有區(qū)別的，我們不能把它們混淆起來。 球化退火之所以能使?jié)B碳體球化，是因為它的加熱溫度只高于Ac1不多，珠光體雖然轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，但還有大量的碳化物保留著，在冷卻的時候，為溶于

6、奧氏體中的碳化物，作為結(jié)晶核心；另外碳化物溶于奧氏體中，并不等于奧氏體的成分已經(jīng)均勻，在碳化物原先存在的地方，含碳濃度就高。這樣就造成了奧氏體中各處碳濃度的差別，因此，當濃度不均勻的奧氏體冷卻到Ar1以下時，未溶的碳化物及濃度不均勻的奧氏體，便析出碳化物，同時由于表面張力的作用形成了球粒狀珠光體。 為了保證球化退火的質(zhì)量，在進行球化退火時，必須嚴格注意下述幾個方面。 (一) 嚴格控制加熱溫度與保溫時間 嚴格控制加熱速度是保證得到球狀珠光體的主要條件。對任何鋼種來說，球化退火加熱溫度只能是該鋼的Ac1以上20-30。如果加熱溫度過高，則退火后便不能得到完全的球狀球狀珠光體，可能為球狀和片狀珠光體

7、的混合物，甚至全部為片狀珠光體。這是因為溫度高了，使奧氏體化學(xué)成分均勻化而造成的。反之，如果加熱溫度太低，原來組織中的片狀珠光體，未能轉(zhuǎn)變而球化，因而也能達到預(yù)期的效果。 球化退火的保溫時間也十分重要，球化退火的保溫時間一般較長，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，大約每一厘米厚度或直徑需要0.5-1.0小時。但在實際生產(chǎn)中，為了加熱均勻和使原來的珠光體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，保溫時間勢必大為增加。因此，對每個車間生產(chǎn)條件來說，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的實際情況，測定出合理的保溫時間。 (二) 嚴格控制冷卻速度 球化退火冷卻速度的大小對于能否形成球狀碳化物使沒有什么影響的，但卻使形成的組織粗細、強度與硬度有著密切的關(guān)系。冷卻愈快，所得

8、的組織強度與硬度便愈高，組織也就愈細；相反地，冷卻速度太快，形成的組織太粗，也不一定符合我們的要求，同時，也不經(jīng)濟。因此，球化退火多采用20-50/小時的速度，降溫到等溫溫度，然后在等溫溫度，然后在等溫溫度下(一般在Ar1以下10-30)停留一段較長的時間的1.5倍。等溫停留后，再隨爐冷至450-500左右出爐，最后在空氣中冷卻。 (三) 消除工件中的網(wǎng)狀碳化物 過共析鋼在球化退火前，如果有網(wǎng)狀碳化物存在時，將阻止球化的進行。對具有這種組織的鋼即使球化退火后，網(wǎng)狀碳化物便呈鏈條狀沿晶界分布，這種組織對鋼的性能來說，仍然十分不利。為了消除這種缺陷，所以在球化退火前，必須對這類鋼施以正火處理，以便

9、消除網(wǎng)狀碳化物。 球化退火需要很長的時間，而且有些合金鋼很不容易球化。在這樣的情況下，為了加快球化過程，并縮短退火時間，可采用所謂擺動退火法(或周期退火法)。即將工件加熱至退火溫度后，保溫一定的時間，冷卻到680-700保溫一定時間，然后再加熱到退火溫度保溫，再冷卻至680-700，再保溫。這樣重復(fù)幾次(一般約三至五次)，就能使片狀珠光體球化，其規(guī)范如圖2-4所示。 這種操作方法之所以能加速球化過程，是因為加熱過程中，前一次形成的球狀碳化物比未球化的片狀碳化物在加熱時溶解要緩慢一些，故可以作為下一次冷卻時增加新的球化結(jié)晶核心。不過這種方法只適用于小型和少量工件的熱處理。對大批裝爐料來說，由于冷

10、卻太慢，并不經(jīng)濟。球化退火是不完全退火的一種，主要用于小型和少量工件的熱處理。對大批裝爐料來說。由于冷卻太慢，并不經(jīng)濟。 球化退火是不完全退火的一種，主要用于共析鋼或過共析鋼的碳工具鋼和合金工具鋼的退火，以改善其碳化物的形狀于加工性能。 現(xiàn)將各種常見的工具鋼球化退火規(guī)范列于表2-1，以供參考。GCr15的退火工藝，Acl約為750760，如僅加熱到750以上，則得到濃度很均勻的奧氏體和大量未溶的碳化物，冷卻后為不均勻的球狀珠光體。當退火溫度提高到780800時，難溶的(FeCr)3C才逐漸團聚和溶解，冷卻時可獲得均勻的細粒狀珠光體。球化退火溫度應(yīng)控制在79010范圍內(nèi)，當退火溫度高到82084

11、0時，由于二次碳化物大部分溶解，晶核減少，退火后則得到較粗大的不均勻的球狀珠光體。若退火溫度高于840時，淬火時也容易過熱和變形。保溫時間一般為12h，具體時間要根據(jù)爐型及裝爐量等因素決定。退火后組織中的碳化物彌散度決定于冷卻速度，冷卻速度越大，彌散度越高，硬度也相應(yīng)增加。一般采用（2030）/h進行冷卻，降至500后空冷。金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。在機器制造工藝過程中,熱處理是耗能大戶。其電能消耗一般為機

12、械制造企業(yè)的20%30%。據(jù)20世紀90年代調(diào)查,全國每年用于熱處理的電能約86億度(kWh),占總發(fā)電量的1%左右。美國1996年熱處理用電總量為59億度,僅為我國用電的68%。我國機械工廠的熱處理用電費用占生產(chǎn)成本約40%?？梢姾侠磉x擇熱處理能源,有效和節(jié)約使用能源也是熱處理生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展和改造的重要出發(fā)點之一。電是二次能源,熱電廠發(fā)一度電約需9196kJ的熱能,發(fā)電的效率在30%40%。如果熱處理加熱爐的熱效率能達到80%,則按一次能源的利用率計算,綜合熱效率只有24%32%。而利用天然氣的燃燒爐,再加上利用煙道氣的燃燒空氣預(yù)熱,綜合熱效率達到60%65%是很容易做到的。因此在有條件使用天

13、然氣的地域,用燃燒爐代替部分電阻爐,從能源利用上是很有利的。在設(shè)備上精確保證生產(chǎn)條件,如爐溫均勻度、加熱和冷卻速度以及工件材料化學(xué)成分和淬透性帶的范圍等就可以實現(xiàn)在不同爐次、同一爐次不同部位產(chǎn)品質(zhì)量的同一性和再現(xiàn)性,使產(chǎn)品的組織性能、畸變等質(zhì)量的分散度達到趨于零的程度,真正實現(xiàn)精密生產(chǎn)。 少無(質(zhì)量)分散由于材料化學(xué)成分、加熱爐有效加熱區(qū)溫度的不一致,加熱和冷卻條件的差別和人為操作因素的影響會使同一爐次熱處理件質(zhì)量(硬度、組織、畸變、表面狀態(tài)、滲層深度、滲入元素的表面濃度和沿滲層的濃度梯度)造成明顯差異,或不同爐次產(chǎn)品質(zhì)量的不可重復(fù)性。采用科學(xué)的管理和先進技術(shù)可以使這種差異降到最低程度。美國金

14、屬學(xué)會(ASM)和能源部于1997年組織的“熱處理技術(shù)方針討論會(Heat Treating Technology Roadmap Workshop)”的報告中提出,2020年的目標要使熱處理工件的質(zhì)量分散度降低到零。為逐步實現(xiàn)這個目標,設(shè)備的可靠性、工藝的先進性和穩(wěn)定性、加熱爐溫度的均勻性,爐氣的均勻循環(huán),制件材料成分的合格與穩(wěn)定、自動化生產(chǎn)和質(zhì)量的在線控制可消除人為因素影響都是非常重要的課題。軸承鋼的物理性能主要以檢查顯微組織、脫碳層、非金屬夾雜物、低倍組織為主。一般情況下均以熱軋退火、冷拉退火交貨。交貨狀態(tài)應(yīng)在合同中注明。鋼材的低倍組織必須無縮孔、皮下氣泡、白點及顯微孔隙。中心疏松、一般

15、疏松不得超過1.5級，偏析不得超過2級。鋼材的退火組織應(yīng)為均勻分布的細粒狀珠光體。脫碳層深度、非金屬夾雜物和碳化物不均勻度應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)國家標準規(guī)定。 對軸承鋼的冶煉質(zhì)量要求很高，需要嚴格控制硫、磷、氫等含量以及非金屬夾雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況，因為非金屬夾雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況對軸承鋼的使用壽命影響很大，往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產(chǎn)生的微裂紋擴展而成。夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關(guān)，氧含量越高，夾雜物數(shù)量就越多，壽命就越短。夾雜物和碳化物粒徑越大、分布越不均勻，使用壽命也越短，而它們的大小、分布狀況與使用的冶煉工藝和冶煉質(zhì)量密切相關(guān)，還有少量采用真空感應(yīng)

16、+真空自耗的雙真空或+多次真空自耗等工藝來提高軸承鋼的質(zhì)量。因此滾動軸承鋼應(yīng)具有高的硬度、耐磨性和疲勞強度，對鋼的金相組織、化學(xué)成分要求是十分嚴格的，生產(chǎn)制造方法：對軸承鋼的冶煉質(zhì)量要求很高，需要嚴格控制硫、磷和非金屬夾雜物的含量和分布，因為非金屬夾雜物的含量和分布對軸承鋼的壽命影響很大。夾雜物量愈高，壽命就越短。為了改善冶煉質(zhì)量，近來已采用電爐冶煉并經(jīng)電渣重熔，亦可采用真空冶煉，真空自耗精煉等新工藝來提高軸承鋼的質(zhì)量。物理性能 軸承鋼的物理性能主要以檢查顯微組織、脫碳層、非金屬夾雜物、低倍組織為主。一般情況下均以熱軋退火、冷拉退火交貨。交貨狀態(tài)應(yīng)在合同中注明。鋼材的低倍組織必須無縮孔、皮下氣

17、泡、白點及顯微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超過1.5級，偏析不得超過2級。鋼材的退火組織應(yīng)為均勻分布的細粒狀珠光體。脫碳層深度、非金屬夾雜物和碳化物不均勻度應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)國家標準規(guī)定。包裝直徑小于20mm要打包交貨，大于20mm時可以裸裝交貨。對冷拔 鋼應(yīng)涂防銹油。貨物出廠前應(yīng)附質(zhì)量保證書、注明鋼號、爐號、重量、規(guī)格、化學(xué)成分、 檢驗標準及檢驗結(jié)果。目前我國軸承鋼產(chǎn)量排名世界第一，軸承產(chǎn)量排名世界第四，已是名副其實的軸承鋼和軸承生產(chǎn)大國。不過，專家指出，中國是軸承鋼大國，但不是軸承鋼強國。在時速160公里以上動車機組中，已很難見到中國的軸承鋼材；在飛機等航空領(lǐng)域，軸承鋼材也全被發(fā)達國家所占領(lǐng)。

18、中國軸承鋼材的壽命一般只有日本軸承鋼材的二分之一，有的甚至只有四分之一。在中國軸承鋼制造中，重精度、輕材料現(xiàn)象已十分普遍。GCr15 鋼是主要用于制造各種軸承的滾珠、滾柱和套圈等的傳統(tǒng)高碳鉻軸承鋼。軸承在服役過程中承受極高的交變載荷, 要求其具有較高的抗接觸疲勞性能和耐磨性能,為獲得此種組織，則要求軸承鋼具有良好球化的珠光體組織；而軋制工藝對GCr15 鋼組織有顯著影響，進而影響其球化過程。為此，進行了小規(guī)模工業(yè)軋制試驗，熱軋材分別經(jīng)等溫球化退火和周期球化退火工藝處理，以此來研究GCr15 鋼球化退火的行為，探索適合GCr15 軸承鋼棒線材的合理球化退火工藝制度，為工業(yè)應(yīng)用提供依據(jù)。 1、試驗

19、材料與方法 試驗用特殊鋼分公司的GCr15 鋼材。其化學(xué)成分( 試驗爐號為75021417 ) : w ( C) = 1. 0 %，w (Mn) = 0. 31 % ，w ( P) = 0. 007 % ，w ( S) =01005 % ，w (Si) = 0. 24 % , w (Ni) = 0. 04 % , w (Cr)= 1146 % , w ( Cu) = 0108 % , w (Mo ) = 0101 %, w ( Ti) = 01002 4 %。采用常規(guī)軋制工藝(簡稱“CR”,900 終軋后空冷) 和控軋控冷工藝(簡稱“TMCP”,800 終軋后水冷與風冷) 進行小規(guī)模工業(yè)軋制試

20、驗，軋制規(guī)格為12 mm ；利用等溫球化退火(寶鋼特鋼現(xiàn)行，退火時間長達22 h ，工藝規(guī)程見圖1) 和周期球化退火工藝(退火時間長達16 h ，工藝規(guī)程見圖2) 分別對CR 材和TMCP 材進行球化退火。將經(jīng)上述熱軋及球化退火工藝處理的試驗料加工成標準拉伸試樣( l0 = 5 d0 , d0 = 4 mm) 和金相、硬度試樣，并通過室溫拉伸試驗測定常規(guī)力學(xué)性能;金相試樣經(jīng)4 %的硝酸酒精溶液浸蝕后在光學(xué)顯微鏡及掃描電鏡(SEM)下觀察各處理制度下的顯微組織形貌用軟件計算球狀珠光體中滲碳體顆粒的平均尺寸及其大尺寸顆粒所占比例(將最大幾何長度大于1m的顆粒定義為大尺寸顆粒) ,檢測試樣的布氏硬度

21、。 2、試驗結(jié)果與分析 2. 1 微觀組織形貌熱軋材的光學(xué)顯微組織見圖 。從圖 可見,CR 熱軋材網(wǎng)狀碳化物較多,且多呈封閉狀態(tài);從圖可見, TMCP 熱軋材僅有細小、微量的網(wǎng)狀碳化物析出。CR 熱軋材的SEM 顯微組織中珠光體片層粗大松散 ; TMCP 熱軋材的SEM 顯微組織中珠光體片層細小致密,滲碳體呈短棒狀，有些滲碳體片產(chǎn)生扭折甚至斷開 。球化組織中滲碳體顆粒的平均尺寸、大尺寸顆粒所占比例見表。經(jīng)不同軋制及不同球化退火工藝后的GCr15 鋼SEM 顯微組織見圖。從圖可見,CR 材經(jīng)等溫球化退火后滲碳體分布不均勻,晶界處滲碳體顆粒尺寸較大,其主要是CR 材沿晶界析出的網(wǎng)狀碳化物較多和球化

22、不充分所致;從圖 可見,CR 材經(jīng)周期球化退火后晶界處及晶粒內(nèi)部仍有部分短棒狀的滲碳體,這是CR 熱軋材的網(wǎng)狀碳化物較多及珠光體片層粗大而不能完全球化所致;從圖可見, TMCP 材經(jīng)等溫球化退火后大部分滲碳體顆粒很細,但分布均勻性較差,晶界處及晶粒內(nèi)部存在319 %的大尺寸顆粒,其主要原因是細片狀珠光體組織的TMCP 熱軋材在等溫球化退火過程中,一方面不斷有新的片狀滲碳體溶斷、球化而使?jié)B碳體顆粒更加細小,另一方面又不斷有滲碳體顆粒按Ostwald 熟化機制長大而使球化的滲碳體變大,該機制熟化過程的熱力學(xué)方見式(1) : CrC0 1 +2VpCp R Tr (1)式中Cr , C0 分別為體積

23、較小和較大的顆粒周圍,某一組元在基體中的濃度; 第2 相與基體之間的比界面能; Vp 第2 相的摩爾體積; Cp 控制性元素在第2 相中的平衡摩爾濃度; r 第2 相的顆粒半徑。 滲碳體是鋼中最常見的第2 相,它的Ostwald熟化機制的控制元素是碳。由式(1) 看出,體積較小的滲碳體顆粒周圍碳在基體中的濃度總是比體積較大的滲碳體顆粒周圍碳在基體中的濃度要高,因此,隨等溫時間的延續(xù),細小彌散的滲碳體顆粒逐漸增多,碳原子將從小顆粒周圍向大顆粒附近擴散,這種擴散會破壞顆粒周圍溶質(zhì)濃度的平衡,導(dǎo)致小顆粒不斷溶解收縮并最終消失,而大顆粒則將不斷長大; TMCP 材經(jīng)周期球化退火處理后,滲碳體顆粒均勻細

24、小 ,平均尺寸及大尺寸比例都滿足了GB/ T18254 - 2002 的要求。 212 力學(xué)性能軸承鋼的力學(xué)性能與顯微組織緊密相連,經(jīng)不同球化退火工藝后,試驗鋼的硬度( HB) 、抗拉強度Rm) 、伸長率( A) 見表。 3 討論目前,在工業(yè)生產(chǎn)中GCr15 鋼多采用等溫球化退火處理工藝,它是利用不均勻奧氏體中未溶碳化物或奧氏體中高濃度碳偏聚區(qū)的非自發(fā)形核的有利作用來加速球化。對于細珠光體組織,如果加熱到A1 溫度以上,隨后緩冷到A1 以下,那么這種細珠光體組織則往往會被緩冷或保溫過程中形成的粗大珠光體組織所替代,其結(jié)果反而不利于碳化物的球化4 ;同時,在保溫過程中又不斷有滲碳體顆粒按Ostw

25、ald 熟化機制長大,使球化的滲碳體變大。本試中,TMCP 熱軋材經(jīng)等溫球化退火處理后的滲碳體大尺寸顆粒比例為319 %,而在周期球化退火下僅為019 %。周期球化退火是在雙相區(qū)內(nèi)反復(fù)對試驗鋼進行等溫球化退火的熱處理工藝。 其工藝特點是: 鋼材的奧氏體化保溫時間較短,致使每一次循環(huán)的加熱階段因奧氏體成分不均勻、未溶碳化物多,加速了滲碳體的球化,而使球化退火效果更加理想,且顯著縮短了工藝時間。奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的冷卻速度較快。冷卻速度決定了過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的溫度Ar1,冷卻速度越快,轉(zhuǎn)變溫度越低,碳及鐵原子的擴散就越困難,從而縮短碳化物球化時的臨界距離,這樣就避免細珠光體在保溫或冷卻過程中形成粗大

26、珠光體。反復(fù)處理的作用。反復(fù)加熱除了進一步溶斷先共析滲碳體網(wǎng)外,同時也加速球化過程,但該工藝對網(wǎng)狀碳化物的球化效果不理想,如CR 在等溫球化處理下有短棒狀滲碳體存在。 4 結(jié)論 (1) 常規(guī)軋制的GCr15 鋼熱軋材網(wǎng)狀碳化物較多,且珠光體較粗大。相對于常規(guī)軋制試樣,控軋控冷試樣珠光體發(fā)生退化且片層細小,滲碳體呈短棒狀,部分滲碳體片產(chǎn)生扭折甚至斷裂。 (2) 等溫球化退火下常規(guī)軋制和控軋控冷試樣球化效果差別較小。 (3) 周期球化退火下控軋控冷試樣可獲得細小均勻的球化組織,退火組織的級別及退火材的硬度均能滿足GB/ T18254 - 2002 的要求。其球化效果明顯優(yōu)于常規(guī)軋制試樣,且球化退火

27、時間比現(xiàn)行的等溫球化退火工藝縮短了6 h , 顯著提高了生產(chǎn)效率。注: 退火爐(球化)的特點及簡介球化退火爐為鐘罩式退火爐和井式退火爐的結(jié)合體，它兼具鐘罩式退火爐優(yōu)良的氣氛對流循環(huán)系統(tǒng)，亦有井式退火爐簡便的操做方式，更具有鐘罩式退火爐無法比擬的高性價比。球化退火爐的特點： 1、內(nèi)桶采用進口SUS309S耐熱不銹鋼制造，使用壽命長； 2、爐蓋內(nèi)頂部設(shè)計為流線型的圓頂，對氣氛的阻力?。?3、導(dǎo)流座采用耐熱不銹鋼制成，承重力更強，使用壽命更長；導(dǎo)流座可單獨拆裝，維護保養(yǎng)更方便； 4、對流馬達采用鐘罩爐專用的密封電機，密封性極佳，維護保養(yǎng)簡單；對流風葉采用SUS310S耐熱不銹鋼制成，壽命長。 5、獨

28、特的強對流氣氛循環(huán)設(shè)計（導(dǎo)流座內(nèi)桶對流桶爐蓋組成了一個高效的氣氛內(nèi)對流循環(huán)系統(tǒng)） 6、爐內(nèi)溫度的均勻性好（恒溫60min后溫差在5以內(nèi)），球化退火處理后線材的硬度均勻性良好。 7、采用氮氣和甲醇分解氣作為保護氣氛，退火處理后線材無氧化皮。 8、強冷風機的使用，加快了工藝未端降溫的溫度，有效提高了生產(chǎn)效率。9、電腦監(jiān)控系統(tǒng)，可作溫度歷史曲線記錄；工藝配方編寫儲存調(diào)用；工作化面即時監(jiān)控；可隨時調(diào)閱歷史工藝資料；可在電腦上直接控制超作。 10、配合紅外線氣體分析儀使用，自動控制爐內(nèi)氣氛的碳勢。 11、自動控制系統(tǒng)主要電氣元件均采用進口產(chǎn)品，如：PLC可編程控制器（日本），微電腦溫控表（日本），SCR

29、可控硅，續(xù)電器，接觸器，無熔絲開關(guān)（臺灣）。 球化退火爐的自動化傻瓜式操作，可一次設(shè)定多達99組線材的球化退火工藝配方，每次操作只需要選擇和線材對應(yīng)的配方即可，不受人為因素的影響。在設(shè)備上精確保證生產(chǎn)條件,如爐溫均勻度、加熱和冷卻速度以及工件材料化學(xué)成分和淬透性帶的范圍等就可以實現(xiàn)在不同爐次、同一爐次不同部位產(chǎn)品質(zhì)量的同一性和再現(xiàn)性,使產(chǎn)品的組織性能、畸變等質(zhì)量的分散度達到趨于零的程度,真正實現(xiàn)精密生產(chǎn)文獻指出, GCr15鋼的A c1是一個溫度區(qū)間為735 765 , 加熱溫度超過A c1時, 珠光體開始向奧氏體轉(zhuǎn)變, 溫度越高, 奧氏體化后鋼的組織越趨于均勻, 未溶的碳化物越少, 這對珠光

30、體的球化是不利的. 文獻研究了40 Cr 鋼的奧氏體化條件與等溫溫度對硬度的影響, 結(jié)果表明在臨界區(qū)對鋼加熱, 一旦加熱溫度升高, 則鋼的淬火硬度明顯增高, 這說明發(fā)生了奧氏體的富碳過程, 即碳化物溶解過多, 這樣會導(dǎo)致球化困難.強對流風機，使爐內(nèi)熱量和保護氣氛形成強對流循環(huán)，顯著提高了爐溫均勻性的冷卻速率，確保退火物料的物理性能的均勻一致。退火后的特殊鋼鋼絲和盤條顯微組織均勻、力學(xué)性能穩(wěn)定、表面脫碳層也無加深的趨勢。與一般退火爐相比，強對流氣體保護球化退火爐的優(yōu)勢是整個退火過程中，爐內(nèi)保護氣體始終處于高速、有序運動狀態(tài)。該爐型裝載量大，夜間低谷開爐，節(jié)約能源、降低成本?？筛鶕?jù)用戶要求定制各種裝載量、規(guī)格尺寸的爐型。高純氫，純氮氣，RX氣體，或者木精等等，都能對抑制脫碳有一定得積極作用電加熱強對流罩式光亮退