哈工大熱處理原理與工藝大作業(yè)-精密軸承零件熱處理

1、精密軸承零件熱處理工藝報(bào)告精密軸承零件熱處理工藝報(bào)告組員：代晨、方和平、劉博煜、劉睿、任惟 （按首字母排序）2013年6月21日?qǐng)?bào)告概述報(bào)告概述1.精密軸承的用途和分類2.加工工序和熱處理工藝3.質(zhì)量檢查和缺陷 軸承的用途軸承的用途l滾動(dòng)軸承是廣泛運(yùn)用的機(jī)械支承。其功能是在保證軸承有足夠壽命的條件下，用以支承軸及軸上的零件，并與機(jī)座作相對(duì)旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)等運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)動(dòng)副之間的摩擦盡量降低，以獲得較高傳動(dòng)效率。l精密軸承是指旋轉(zhuǎn)精度、外形尺寸精度高和表面粗糙度較小的軸承，在我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中是指p4級(jí)和高于P4級(jí)軸承。按照ISO的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分為:P0,P6,P5,P4,P2.等級(jí)依次增高,其中P0為普通精度,

2、 其他等級(jí)都是精密級(jí)別。（當(dāng)然,不同分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),不同類型的軸承,他們的分級(jí)方法有所不同的,但意義是一至的。）l在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中滾動(dòng)軸承被稱為“工業(yè)的關(guān)節(jié)”。在日本，人們常把軸承稱作工業(yè)的食糧，軸承工業(yè)被稱為“機(jī)械工業(yè)的核心產(chǎn)業(yè)”、“提高國(guó)民生活的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)“，受到 日本政府振興政策的保護(hù)與支持，是14個(gè)”特定機(jī)械工業(yè)“行業(yè)之一。在中國(guó)，滾動(dòng)軸承是國(guó)家確定的11類特定振興機(jī)械產(chǎn)品之一，有33家軸承企業(yè)被列為特定振興產(chǎn)業(yè)。l在國(guó)防事業(yè)上滾動(dòng)軸承是必備的軍備物資。軸承在許多軍事裝備中，都是重要或者核心零部件；在戰(zhàn)爭(zhēng)中，軸承制造廠是敵對(duì)國(guó)列入重點(diǎn)打擊的目標(biāo)之一；冷戰(zhàn)時(shí)期，軸承專用設(shè)備曾是西方國(guó)家對(duì)社會(huì)主義國(guó)家

3、實(shí)行經(jīng)濟(jì)封鎖的禁運(yùn)物資之一。至今，很多軸承產(chǎn)品和技術(shù)仍被許多軍事大國(guó)列入技術(shù)封鎖的范疇。l在技術(shù)地位上軸承鋼是各種合金鋼中要求技術(shù)指標(biāo)最多而且最嚴(yán)的鋼種。世界公認(rèn)，軸承鋼的冶煉水平是一個(gè)國(guó)家冶金技術(shù)水平的標(biāo)志。在中國(guó)，在不銹鋼、高速鋼、齒輪鋼、閥門鋼、彈簧鋼等諸多特殊鋼中，軸承鋼是迄今需要頒發(fā)生產(chǎn)許可證的少數(shù)鋼種之一。 軸承的用途軸承的用途 精密軸承的分類精密軸承的分類l軸承分為滑動(dòng)軸承 和滾動(dòng)軸承l(wèi)滑動(dòng)軸承分為：調(diào)心球軸承GB/T2811994、調(diào)心滾子軸承GB/T2881994、推力調(diào)心滾子軸承GB/T58591994、圓錐滾子軸承GB/T2971994、推力球軸承GB/T3011995、

4、雙向推力球軸承GB/T3011995、深溝球軸承GB/T2761994、角接觸球軸承GB/T2921994、圓柱滾子軸承GB/T2831994、滾針軸承GB/T58011994l滾動(dòng)軸承分為：徑向滑動(dòng)軸承、推力滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承使用方法及注意事項(xiàng)：滾動(dòng)軸承使用方法及注意事項(xiàng)： 與一般的機(jī)械零件相比，滾動(dòng)軸承的精度較高，因此使用時(shí)也相應(yīng)地應(yīng)小心謹(jǐn)慎。 1、保持軸承及其周圍的清潔。 2、使用時(shí)仔細(xì)認(rèn)真：若使用時(shí)粗心大意給軸承以強(qiáng)烈沖擊，會(huì)使軸承出現(xiàn)傷痕、壓痕、斷裂等傷。 3、使用合適的工具。 4、注意軸承的防銹。應(yīng)避免在潮濕的場(chǎng)所使用，而且為不使汗水沾上，應(yīng)戴手套。 5、使用者應(yīng)熟悉軸承。 6、制定

5、軸承使用的作業(yè)規(guī)范： 1）、軸承的保管 2）、軸承及其周邊的清洗 3）、安裝部位的尺寸與加工質(zhì)量的檢驗(yàn) 4）、安裝作業(yè) 5）、安裝后的檢查 6）、拆卸作業(yè) 7）、維護(hù)保養(yǎng)(定期檢查) 8）、潤(rùn)滑劑的補(bǔ)充 軸承軸承失效方式失效方式： 最常見的有疲勞剝落、卡死、套圈斷裂、磨損、銹蝕、電擊傷等 。 滾動(dòng)軸承損壞的正常形式和常見形式是疲勞剝落，即接觸疲勞破壞。疲勞剝落的形式為接觸表面局部區(qū)域有小片金屬剝剝落坑或者麻點(diǎn)，它使軸承工作時(shí)噪音增加、磨損加劇，發(fā)熱，直至軸承損壞。軸承軸承性能要求性能要求： 1)高的淬硬性和定的淬透性，以保證在熱處理后獲得高而且均勻的表層硬度。只有在保證硬度合格的情況下，才能保

6、證軸承的耐磨性。 2)高的接觸疲勞性能，以保證軸承在承受大載荷的情況下長(zhǎng)時(shí)間使用。 3)高的彈性極限和一定的沖擊韌性，以減小或避免由于高的應(yīng)力作用所產(chǎn)生的永久形變，滿足軸承所必須承受的靜、動(dòng)載荷的需要及承受一定的沖擊載荷的作用。 4)尺寸要精確且經(jīng)久穩(wěn)定，這對(duì)于精密級(jí)和超精密級(jí)軸承特別重要。 5)具有一定的抗腐蝕能力，在和大氣或其他介質(zhì)接觸時(shí)能抵抗化學(xué)腐蝕。 6)能滿足大生產(chǎn)的需要，軸承鋼必須有良好的冷、熱加工工藝性能。 7)其他：對(duì)于在特殊條件下工作的軸承，還有其他方面的要求。例如在高溫下工作的軸承要能耐高溫；工作時(shí)接觸到強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)的軸承要能耐腐蝕；在強(qiáng)磁場(chǎng)下工作的軸承要有強(qiáng)的抗磁性能等

7、。軸承軸承用材料用材料： 1)軸承鋼主要用來制造軸承的內(nèi)外圈及滾動(dòng)體，保持架常用低碳鋼板和有色金屬及其合金或塑料等制成。 2)軸承鋼在實(shí)際中分為鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼，以及高溫軸承鋼。 3) 在眾多的軸承鋼中，高碳鉻軸承鋼(1%C-1.5% Cr)是使用最久、用量最大、使用面最廣的鋼種，GCr15鋼作為這類鋼的代表鋼種，從1901年用于制造滾動(dòng)軸承至今，已有百余年的歷史。這類鋼由于其加工工藝性能好，便于得到較穩(wěn)定而均勻的組織和高而穩(wěn)定的硬度，具有良好的耐磨性和抗接觸疲勞性能，有比較滿意的防銹性能、合適的彈性和韌性，價(jià)格也較低，因而獲得廣泛的應(yīng)用。在通常情況下工作的滾動(dòng)軸承套圈和滾動(dòng)體

8、就是用這類鋼制造的。 牌號(hào)：GCr6、GCr9、GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn等。 制造精密軸承零件工藝流程 正火正火 目的：1）改善或消除網(wǎng)狀碳化物，提高沖擊韌度 2）退火過熱組織的返修 3）細(xì)化原始組織，為提高抗回火穩(wěn)定性做準(zhǔn)備 參數(shù)：不同成分正火溫度略有差別 GCr15鋼的正火溫度在900950保溫在4060min，出爐后進(jìn)行空冷、風(fēng)冷或者抽冷至 700空冷，消除網(wǎng)狀碳化物后再球化退火處理，以獲得理想的組織和力學(xué)性能。工藝曲線如下未退火鋼材熱鍛鋼球/套圈正火（不定）退火 預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理 （視情況而定，若為未退火鋼材則需要）正火缺陷及其對(duì)策 球化退火球化退火 目的：

9、1）使片狀珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)粒狀珠光體，為淬火準(zhǔn)備良好的原始組織 2）降低硬度使其易于切削加工 3）提高塑性使其易于冷拉、沖壓或冷輾 參數(shù)：（還有碳化物超細(xì)化處理和快速退火，以下為常用） 退火溫度依據(jù)鋼的臨界點(diǎn)而定。零件正火后進(jìn)行退火的溫度應(yīng)比正常的退火溫度低1020基于普通球化退火時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)提出的等溫溫度的高低對(duì)退火后的硬度影響很大，溫度越低則硬度越高普通球化退火 等溫球化退火退火缺陷及其對(duì)策檢查項(xiàng)目缺陷名稱補(bǔ)救方法脫碳層脫碳層超過規(guī)定深度改其他型號(hào)或報(bào)廢顯微組織欠熱點(diǎn)狀珠光體加部分細(xì)片狀珠光體根據(jù)不同缺陷調(diào)整工藝，進(jìn)行二次退火過熱粒狀珠光體加部分粗片狀珠光體先正火后調(diào)整工藝進(jìn)行快

10、速退火或正常退火粗大顆粒碳化物先正火，再進(jìn)行第一次退火網(wǎng)狀碳化物超過規(guī)定級(jí)別先正火，再進(jìn)行第一次退火硬度太硬調(diào)整工藝，進(jìn)行二次退火太軟先進(jìn)行正火，然后進(jìn)行退火 淬火淬火 目的：充分發(fā)揮材料的各種綜合性能潛力，提高硬度、強(qiáng)度、耐磨性、接觸疲勞性能 等， 并為回火提供優(yōu)良的馬氏體組織，以便最終獲得最佳綜合強(qiáng)韌化的性能。 參數(shù)：淬火冷處理回火附加回火 最終熱處理最終熱處理 回火回火 目的：零件淬火（或冷處理）后必須及時(shí)進(jìn)行回火?；鼗鹂梢詼p小并穩(wěn)定殘余應(yīng)力，穩(wěn)定組織，避免裂紋和變形，適當(dāng)降低硬度而大幅度提高韌性，使零件最終獲得最佳配合的綜合強(qiáng)韌化的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。 參數(shù)：零件名稱軸承零件精度等級(jí)

11、回火溫度和時(shí)間備注中小型滾柱級(jí)、級(jí)、級(jí)1 5 0 1 8 0 ，2.53.5h滾子直徑28mm鋼球5、10、16級(jí)150180，34h鋼球直徑48.76mm中小型套圈P2級(jí)、P4級(jí)160200，34h 冷處理冷處理 目的：使淬火過程中未能充分轉(zhuǎn)變的殘留奧氏體繼續(xù)向馬氏體轉(zhuǎn)變，除能提高零件的尺寸穩(wěn)定性外，還能略微提高零件的硬度和防銹性能。但會(huì)降低軸承鋼的韌性。有時(shí)也能利用馬氏體比體積大這一原理用冷處理來挽救因尺寸縮小而報(bào)廢的產(chǎn)品。 參數(shù)：工藝溫度一般為-50-78 有時(shí)也用更低的溫度，保溫時(shí)間一般為1h。 附加回火（穩(wěn)定化處理）附加回火（穩(wěn)定化處理） 目的：附加回火的作用是消除磨削應(yīng)力，進(jìn)一步穩(wěn)定組織，以便于提高