1 下料
2 冷墩
冷墩不僅可以使鋼材成型,還可使鋼材在冷墩過程中成分更加均勻,有效減少缺陷(夾雜、偏析等不良組織)含量,使工件組織缺陷的影響減小到最小,為后續(xù)工序做好形狀上和組織上的準(zhǔn)備。
3 軟磨
軟磨使工件外形更接近所需尺寸,為以后工序留好加工余量,以防后續(xù)加工出現(xiàn)尺寸偏差無法補(bǔ)救。
4 淬火+低溫回火
淬火
1 目的:把工件加熱到奧氏體化后,以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s(通常是快冷)獲得馬氏體和貝氏體組織。在經(jīng)回火使鋼材獲得需要的使用性能,以充分發(fā)揮材料的潛力。
2設(shè)備選用:鹽浴爐
3工藝原理:奧氏體被冷至低溫區(qū)域下發(fā)生相變,由于相變溫度低,原子擴(kuò)散極困難。相變只發(fā)生點(diǎn)陣畸變型位移和切變(鐵原子只做短程位移)而不發(fā)生碳原子的擴(kuò)散,因此,馬氏體是碳在γ—Fe中的過飽和固溶體,形成以碳原子為中心的應(yīng)力場(chǎng)。該應(yīng)力場(chǎng)會(huì)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),也可以理解為碳原子對(duì)位錯(cuò)的釘扎作用,從而使馬氏體硬度和強(qiáng)度提高。
GCr15軸承鋼的淬火溫度范圍為830—860℃,在840℃加熱淬火,能得到最高的硬度,彎曲疲勞強(qiáng)度和沖擊韌度,如淬火溫度太高,奧氏體晶粒粗大,殘余奧氏體增多,未溶碳化物過少。如淬火淬火溫度過低,由于奧氏體中的合金元素濃度低,造成淬火組織中出現(xiàn)屈氏體組織,同時(shí)馬氏體中含碳量偏低,未溶解碳化物數(shù)量過多,淬火溫度過高過低都會(huì)使零件強(qiáng)度和疲勞壽命降低。
4工藝分析:
① 淬火加熱前的預(yù)熱:目的主要是,縮短淬火加熱時(shí)間、減少變形開裂、同時(shí)也可減少過熱和脫碳的傾向,本工藝采用鹽浴爐中預(yù)熱,溫度是600℃左右,預(yù)熱8—10分鐘,若采用箱式電爐預(yù)熱,溫度在530—550℃左右時(shí)間更長(zhǎng)些。
② 加熱時(shí)間的確定:各廠對(duì)加熱時(shí)間的確定并不完全相同,一般經(jīng)過預(yù)熱的加熱時(shí)間為10—15s/mm,箱式電爐為35—50s/mm。不經(jīng)預(yù)熱鹽爐為30—35s/mm,箱式電爐為90—100s/mm。本例中GCr15軸承滾珠經(jīng)預(yù)熱后在鹽爐淬火加熱時(shí)間考慮裝爐量取8分鐘。
③ 淬火冷卻:由于GCr15軸承滾珠含有合金元素較多,阻礙了成分的均勻化,也為了防止GCr15軸承鋼變形并且還要有一定的韌性和抗疲勞強(qiáng)度,所以用油冷
3 GCr15軸承鋼珠回火后項(xiàng)目檢驗(yàn):
1)硬度:回火后硬度符合工件技術(shù)要求達(dá)到61HRC或以上硬度。
2)金相組織:GCr15軸承鋼珠的回火組織為在隱晶馬氏體基體上均勻分布著細(xì)小的碳化物顆粒。
4 GCr15軸承鋼珠回火后缺陷原因及防止、補(bǔ)救措施:
1)硬度不合格:回火硬度過高、過低或不均勻,主要是回火溫度過低、過高或爐溫不均勻造成的。回火后硬度過低需返修,重新淬火回火?;鼗鸷笥捕冗^高可按回火規(guī)范重新回火。硬度不均勻的原因,可能是一次裝爐量過多,或選用加熱爐不當(dāng)所致。如果回火在氣氛爐中進(jìn)行,爐內(nèi)應(yīng)有氣流強(qiáng)迫循環(huán)。否則爐內(nèi)溫度不可能均勻。
2)回火后工件發(fā)生變形:通常由于回火前工件內(nèi)應(yīng)力不平衡,回火時(shí)應(yīng)力不平衡,回火時(shí)應(yīng)力松弛,應(yīng)力重新分布所致。要避免回火后變形,采用回火校直法或熱點(diǎn)校直法。多次校直,多次加熱,或采用壓具回火。
3)回火件韌性較低:在第一類回火脆性區(qū)回火后沒有進(jìn)行快冷,都會(huì)使工件回火后的脆性增加,可以采用重新加熱回火,然后快冷的方法去消除。
4)此外:回火過程中有時(shí)會(huì)會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋,尤其是高碳鋼工件在會(huì)回火時(shí)如果加熱過快,表面先回火,比容減小,產(chǎn)生多向拉應(yīng)力,形成網(wǎng)狀裂紋;高速鋼表面脫碳后,在回火過程中也能形成網(wǎng)狀裂紋。因?yàn)?,表面脫碳后,馬氏體的比容減小,以至表面產(chǎn)生多向拉應(yīng)力而形成網(wǎng)狀裂紋。根據(jù)上述產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋的原因,可采用相應(yīng)的措施加以避免。
5 硬磨
通過硬磨使工件的尺寸符合工件所需尺寸,達(dá)到技術(shù)要求,同時(shí)通過硬磨在表層形成加工硬化層,進(jìn)一步提高工件的力學(xué)性能。
6 附加回火
減少殘余應(yīng)力的方法是附加回火。經(jīng)過淬火、回火的軸承在磨削加工中,又將產(chǎn)生磨削應(yīng)力,據(jù)測(cè)試磨削應(yīng)力可高達(dá)500—600Mpa。它和低溫回火時(shí)未能完全消除的殘余應(yīng)力疊加在一起,引起軸承的尺寸變化,甚至導(dǎo)致表面龜裂。因此軸承在磨削加工后要進(jìn)行回火,即附加回火。一般軸承鋼附加回火采用130—150℃回火3—6小時(shí),回火一次。精密軸承回火實(shí)踐15—24小時(shí),回火兩到三次。
7 拋光
拋光通常在表面處理后進(jìn)行,其目的是去除金屬表面細(xì)微劃痕,降低工件的表面粗糙度值,使工件獲得裝飾性外觀,同時(shí)也使工件在使用過程中減小摩擦阻力,尤其是球體類零件,可以先主增強(qiáng)其使用壽命。
8 成品
如果檢查沒有缺陷即可裝配使用。
軸承鋼的熱處理包括兩大類:原材料的預(yù)先熱處理即球化退、正火;以及產(chǎn)品的最終熱處理即淬火回火和精密軸承尺寸穩(wěn)定化處理。