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熱處理是指金屬材料在固態(tài)下,通過(guò)加熱、保溫和冷卻的手段,改變材料表面或內(nèi)部的化學(xué)成分與組織,獲得所需性能的一種金屬熱加工工藝,那么軸承熱處理不當(dāng)又回變成怎么樣呢?
軸承熱處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
軸承熱處理直接關(guān)系著后續(xù)的加工質(zhì)量,以致最終影響零件的使用性能及壽命,同時(shí)軸承熱處理又是軸承制造中的能源消耗大戶和污染大戶。軸承的熱處理裝備直接影響軸承熱處理質(zhì)量,以及能源消耗和污染。近年來(lái),隨著科技的進(jìn)步,熱處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)清潔熱處理生產(chǎn)形成的廢水、廢氣、廢鹽、廢油及電磁輻射等均會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。解決熱處理的環(huán)境污染問(wèn)題,實(shí)行清潔熱處理(綠色環(huán)保熱處理)是熱處理技術(shù)發(fā)展的方向之一。這對(duì)于熱處理的氣氛、淬火油和清洗設(shè)備都提出了高要求。
(2)精密熱處理精密熱處理就是充分保證優(yōu)化工藝的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量分散度很小(或?yàn)榱?、熱處理畸變?yōu)榱悖瑴p少磨削留量提高生產(chǎn)效率,節(jié)約材料。實(shí)現(xiàn)精密熱處理必須有良好的爐溫均勻性、控溫準(zhǔn)確性,以及淬火劑良好的冷卻性和穩(wěn)定性。實(shí)現(xiàn)軸承的精密熱處理可以走整體淬火和感應(yīng)淬火兩條路。
(3)節(jié)能熱處理選用新型的保溫材料以提高熱處理裝備的能源利用率;優(yōu)化熱處理工藝,提高工藝產(chǎn)量,充分發(fā)揮設(shè)備的能力?,F(xiàn)階段各軸承廠家都在做這方面的試驗(yàn),例如充分利用廢熱、余熱,有些廠家已利用鍛造余熱進(jìn)行軸承零件的球化退火;采用耗能低、周期短的工藝替代周期長(zhǎng)、耗能大的工藝等;下貝氏體淬火工藝在一定程度上、一定范圍內(nèi),用較短的貝氏體淬火工藝替代了周期長(zhǎng)、耗能大的滲碳工藝。
(4)少無(wú)氧化熱處理由采用保護(hù)氣氛加熱替代氧化氣氛加熱到精確控制碳勢(shì)、氮?jiǎng)莸目煽貧夥占訜?,熱處理后零件的性能得到提高,熱處理缺陷如氧化、脫碳和裂紋等大大減少,熱處理后的精加工留量減少,提高了材料的利用率和機(jī)加工效率。真空加熱氣淬、真空或低壓滲碳、滲氮、氮碳共滲及滲硼等可明顯地改善工件質(zhì)量,減少畸變,提高壽命。
熱處理不當(dāng)結(jié)果
1.熱處理變形
軸承零件在熱處理時(shí),存在有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力,這種內(nèi)應(yīng)力能相互疊加或部分抵消,是復(fù)雜多變的,因?yàn)樗茈S著加熱溫度、加熱速度、冷卻方式、冷卻速度、零件形狀和大小的變化而變化,所以熱處理變形是難免的。認(rèn)識(shí)和掌握它的變化規(guī)律可以使軸承零件的變形(如套圈的橢圓、尺寸漲大等)置于可控的范圍,有利于生產(chǎn)的進(jìn)行。當(dāng)然在熱處理過(guò)程中的機(jī)械碰撞也會(huì)使零件產(chǎn)生變形,但這種變形是可以用改進(jìn)操作加以減少和避免的。
2.過(guò)熱
從軸承零件粗糙口上可觀察到淬火后的顯微組織過(guò)熱。但要確切判斷其過(guò)熱的程度必須觀察顯微組織。若在GCr15鋼的淬火組織中出現(xiàn)粗針狀馬氏體,則為淬火過(guò)熱組織。形成原因可能是淬火加熱溫度過(guò)高或加熱保溫時(shí)間太長(zhǎng)造成的全面過(guò)熱;也可能是因原始組織帶狀碳化物嚴(yán)重,在兩帶之間的低碳區(qū)形成局部馬氏體針狀粗大,造成的局部過(guò)熱。過(guò)熱組織中殘留奧氏體增多,尺寸穩(wěn)定性下降。由于淬火組織過(guò)熱,鋼的晶體粗大,會(huì)導(dǎo)致零件的韌性下降,抗沖擊性能降低,軸承的壽命也降低。
3.欠熱
淬火溫度偏低或冷卻不良則會(huì)在顯微組織中產(chǎn)生超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的托氏體組織,稱為欠熱組織,它使硬度下降,耐磨性急劇降低,影響軸承壽命。
4.軟點(diǎn)
由于加熱不足,冷卻不良,淬火操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻妮S承零件表面局部硬度不夠的現(xiàn)象稱為淬火軟點(diǎn)。它象表面脫碳一樣可以造成表面耐磨性和疲勞強(qiáng)度的嚴(yán)重下降。
5.表面脫碳
軸承零件在熱處理過(guò)程中,如果是在氧化性介質(zhì)中加熱,表面會(huì)發(fā)生氧化作用使零件表面碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少,造成表面脫碳。表面脫碳層的深度超過(guò)最后加工的留量就會(huì)使零件報(bào)廢。表面脫碳層深度的測(cè)定在金相檢驗(yàn)中可用金相法和顯微硬度法。
6.淬火裂紋
軸承零件在淬火冷卻過(guò)程中因內(nèi)應(yīng)力所形成的裂紋稱淬火裂紋。造成這種裂紋的原因有:由于淬火加熱溫度過(guò)高或冷卻太急,熱應(yīng)力和金屬質(zhì)量體積變化時(shí)的組織應(yīng)力大于鋼材的抗斷裂強(qiáng)度;工作表面的原有缺陷(如表面微細(xì)裂紋或劃痕)或是鋼材內(nèi)部缺陷(如夾渣、嚴(yán)重的非金屬夾雜物、白點(diǎn)、縮孔殘余等)在淬火時(shí)形成應(yīng)力集中;嚴(yán)重的表面脫碳和碳化物偏析;零件淬火后回火不足或未及時(shí)回火;前面工序造成的冷沖應(yīng)力過(guò)大、鍛造折疊、深的車(chē)削刀痕、油溝尖銳棱角等。
總之,造成淬火裂紋的原因可能是上述因素的一種或多種,內(nèi)應(yīng)力的存在是形成淬火裂紋的主要原因。