【正文】 熱處理設(shè)計 最終熱處理是淬火 +低溫回火，低溫回火工藝一樣，主要討論淬火工藝設(shè)計。 球化退火方案比較及選用 （ 1） 球化退火熱處理方案確定 熱處理工藝相差不大，兩種熱處理方案都能達到鋼球的所需性能要求，但加工工藝經(jīng)濟性差距比較大 方案一 比 方案二 熱處理工序少，成本相比就低。因而讓珠光體在比較高的溫度下長時間保溫對球化組織的形成很重要。同樣會使球化困難，而且影響十分明顯。溫度越高，奧氏體化后鋼的組織越趨于均勻。實際生產(chǎn)中速度控制在 1030℃ /h 范圍內(nèi)，冷卻到 600℃以下時，可以出爐空冷，一般隨爐冷卻即可達要求。因此退火保溫時間實際上一個小時就夠了。等溫后隨爐冷卻至 600℃左右出爐空冷。在球化退火時奧氏化是“不完全”的，只是片狀珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體，及少量過剩碳化物溶解。 圖 3 RX3159 箱式爐 （ 2） 球化退火方案一分析： ①退火溫度 GCr15 軸承鋼的熱處理加熱范圍為 780810℃，而 790℃被認為是最合適的溫度，在此溫度加熱，部分碳化物溶解，細鏈狀碳化物也可以消除。 球化退火方法：將鋼加熱到稍低于或稍高于 Ac1 的溫度或者使溫度在 A1 上下周期變化，然后緩慢冷下來，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織。 預(yù)先熱處理工藝設(shè)計 預(yù)先熱處理是球化退火，因此只要討論球化退火工藝設(shè)計。鋼的退火工藝種類頗多，有完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火和擴散退火等；也有再結(jié)晶退火、去應(yīng)力和去氫退火等； 同樣，對于不銹鋼的軸承產(chǎn)品，也必須經(jīng)過這樣的熱處理工藝，當然 淬火的曲線（溫度和時間）有所不同，溫度更高（ 1040177。它是緊接淬火的下道熱處理工序，同時決定了鋼在使用狀態(tài)下的組織和性能，關(guān)系著工件的使用壽命，故是關(guān)鍵工序。如果再配以不同溫度的回火，即可消除（或減輕）淬火內(nèi)應(yīng)力，又能得到強度、硬度 和韌性的配合，滿足不同的要求。 拋光通常在表面 處理后進行，其目的是去除金屬表面細微劃痕，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，可以先主增強其使用壽命。 軟磨工序是為了去除銼削加工后遺留下的銼齒齒痕，銼削疲勞及材料的脫碳層，以提高熱處理前的鋼球精度，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)尺寸偏差無法補救。為滿足這些要求， JFE 制鋼使用了各種保證產(chǎn)品質(zhì)量和進行精加工的設(shè)備生產(chǎn)軸承鋼。 目前，高層軸承鋼建筑日趨增多，尤其是一些超高層建筑，采用軸承鋼材料更為廣泛。軸承鋼設(shè)置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi)，或?qū)?gòu)件包藏在兩片墻之間的空隙里，只要增加少許耐火材料或不增加即能達到防火的目的。空心型軸承鋼內(nèi)充水是抵御火災(zāi)最有效的防護措施?，F(xiàn)澆成型的實 體混凝土外包層通常用鋼絲網(wǎng)或鋼筋來加強，以限制收縮裂縫，并保證外殼的強度。但無論采取何種方法，其原理是一致的。提高軸承性能，延長軸承的使用性能，必須對軸承進行潤滑 軸承鋼表面處理技術(shù) : 軸承鋼通常在 450～ 650℃溫度中就會失去承載能力，發(fā)生很大的形變，導(dǎo)致鋼柱、鋼梁彎曲，結(jié)果因過大的形變而不能繼續(xù)使用，一般不加保護的軸承鋼的耐火極限為 15 分鐘左右。 主要失效形式： a、接觸疲勞（疲勞磨損）失效； b、沾附和磨粒磨損失效；c、斷裂失效； d、塑形變形失 效； e、腐蝕和腐蝕磨損 。最直接影響成品軸承鋼球質(zhì)量的是熱處理和磨削加工工 藝。也可稱之為制造質(zhì)量因素。軸承在使用時發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即查找原因，進行調(diào)整，使其恢復(fù)正常。軸承鋼球在工作中喪失其規(guī)定功能，從而導(dǎo)致故障或不能正常工作的現(xiàn)象稱為失效。以上為軸承鋼球?qū)Σ牧系囊?，而對于特殊工況下的軸承鋼球，除滿足上述一般要求外，根據(jù)其對耐高溫、抗腐蝕、無磁性、超低溫、高精度、特長壽命的特殊要求，應(yīng)該選用相應(yīng)的特殊軸承鋼球材料。因此滾動體的材料要求有高的硬度和接觸疲勞強度、良好的耐磨性和沖擊韌性。夾雜物量愈高，壽命就越短。鉻軸承鋼通常在 830～ 860℃之間加熱，油淬， 150～ 180℃回火。適用于疲勞壽命和可靠性有特殊要求的軸承，如鐵路車輛軸箱軸承、航空發(fā)動機主軸軸承和導(dǎo)航系統(tǒng)軸承等。 二．根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)類型選擇 軸承零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，如外圈帶安裝擋邊，而且承受較高的沖擊載荷時，宜采用加工性能良好的滲碳鋼；沖壓滾針軸承外圈可采用 08 和 10 低碳鋼（塑性好，適于冷沖壓加工）；擺動機構(gòu)或操縱機構(gòu)上使用的關(guān)節(jié)軸承，可采用具有優(yōu)良的冷塑性變形性能的 GCr1 9Cr1 9Cr8Mo 以及合金結(jié)構(gòu)鋼冷擠壓成型。 一．根據(jù)軸承的工作條件選擇 1．工作溫度 常溫下工作的軸承，采用鉻軸承鋼。熱加工時要控制爐內(nèi)氣氛，鋼坯加熱溫度不宜過高，保溫時間不宜過長，以免發(fā)生嚴重脫碳。鎳在滲碳軸承鋼中能使鋼的韌性和塑性有所提高，鎳可以提高鋼對疲勞的抗力和減小鋼對缺口的敏感性。還能增加鋼的耐蝕能力。為了形成足夠的碳化物以增加耐磨性，含碳量不能太低，但是過高的含碳量會增加碳化物的不均勻性并且會形成網(wǎng)狀碳化物使力學(xué)性能降低。而 適當降低鋼中的含碳量，可增加合金元素在基體中的溶解度，雖減少淬火未溶碳化物數(shù)量，但提高鋼的淬透性和接觸疲勞強度；反之，增加含碳量則有利于鋼的耐磨性。該鋼冷加工塑性中等，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。對原始組織的要求主要有兩個方面：一是純凈，指鋼中雜質(zhì)元素和夾雜物含量要少；二是組織均勻，指鋼中非金屬夾雜物和碳化物應(yīng)當細小分散和分布均勻。該鋼冷加工塑性中等，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。滾動體和套圈的工作面還受到含有水分或雜質(zhì)的潤滑油 5 的化學(xué)侵蝕。在每一瞬間，只有位于軸承水平面直徑以下的那幾個鋼球在承受載荷，而且作用在這些鋼球的載荷分布也不均勻。軸承的內(nèi)、外圈和滾動體，一般是用軸承鋼（如 GCr1 GCr15SiMn）制造，熱處理后硬度應(yīng)達到 61～ 65HRC。缺點是耐沖擊性能較差、高速重載時壽命 低、噪聲和振動較大。 五．防磁軸承材料 當軸承在強磁場中工作時，為使軸承不被磁化，使軸承摩擦力矩穩(wěn)定，從而確保其精度，軸承必須用防磁材料制造。 耐高溫軸承用鋼，主要是選用高速鋼和高鉻馬氏體不銹鋼。普通鉻軸承鋼的使用溫度超過 150℃時，硬度將急劇下降，尺寸不穩(wěn)定，并導(dǎo)致軸承無法正常工作。 9Cr18 和 9Cr18Mo ,這類馬氏體不銹鋼經(jīng)熱處理后可得到大部分馬氏體組織，具有高硬度、高強度、很好的耐磨性和韌性，主要用于制造在海水、河水、酸、有機鹽水以及蒸汽等腐蝕介質(zhì)中工作的軸承，在 253～ 350℃下工作的軸承以及某些微型軸承。 3 三．耐腐蝕軸承鋼 耐腐蝕軸承鋼又稱不銹鋼，在腐蝕介質(zhì)中工作不易氧化。 2）承受沖擊載荷能力強，表面硬化層有微裂紋也不易向內(nèi)部擴展。 畢業(yè)設(shè)計論文代做平臺 《 580 畢業(yè)設(shè)計網(wǎng)》 是專業(yè)代做團隊 也有大量畢業(yè)設(shè)計成品提供參考 3139476774 3449649974 二．滲碳軸承鋼 用于制造軸承零件的滲碳鋼主要是低碳鋼和優(yōu)質(zhì)低碳合金結(jié)構(gòu)鋼。 GCr15 軸承鋼大量用來制造汽車、拖拉機、坦克、飛機等使用的發(fā)動機軸承、機床、電機等所使用的主軸軸承以及鐵路車輛、礦山機械 、通用機械用軸承。 一．高碳鉻軸承鋼 高碳鉻軸承鋼是含鉻 ～ ％的高碳合金鋼，其特點是：熱處理后的顯微組織比較均勻穩(wěn)定、硬度高而均勻、耐磨性好、接觸疲勞強度高、具有良好 2 的尺寸穩(wěn)定性和耐腐蝕性。 1913 年美國將其列為標準鋼種。 滾動軸承是機械工業(yè)十分重要的基礎(chǔ)標準件之一 。熱處理常常因操作、原材料等產(chǎn)生缺 陷，但只要有正確的熱處理工藝并嚴格按工藝進行加工熱處理缺陷也是可以避免的，即使產(chǎn)生了缺陷也可以采取相應(yīng)的措施及時修復(fù)缺陷。 23 熱處理后缺陷分析 6 軸承鋼球的失效 8 GCr15軸承鋼球一般加工路線 10 GCr15軸承鋼球熱處理工藝設(shè)計與分析 11 預(yù)先熱處理工藝設(shè)計 12 球化退火設(shè)計方案一 12 球化退火設(shè)計方案二 14 球化退火方案比較及選用 15 最終熱處理設(shè)計 16 淬火設(shè)計方案一 17 淬火設(shè)計方案二 18 淬火方案比較及選用 19 低溫回火工藝 23 GCr15 鋼球熱處理后的檢驗及缺陷分析 28 參考文獻鋼球在不同熱處理工藝下雖然都能達到其使用要求，但所需的成本卻大不相同，因此在滿足其使用要求的同時也應(yīng)該注意生產(chǎn)成本。 SUJ2 軸承鋼的制作方法：鋼廠采用真 空脫氣的冶煉方式，連續(xù)鑄造成鋼棒（或模鑄），鍛壓成型比 6 以上，鋼材熱軋后進行球化退火，再進行冷拔加工；然后，按照規(guī)定的各種技術(shù)條件供貨（如：非金屬夾雜物、脫碳層深度、尺寸公差、形狀、外觀、硬度、組織等指標）。 高碳鉻軸承鋼于 1901年首先出現(xiàn)于歐洲。 常用的滾動軸承鋼有高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、耐腐蝕軸承鋼、高溫軸承鋼、防磁軸承鋼、不銹軸承鋼和中碳合金鋼等。 高碳鉻軸承鋼在全世界得到廣泛采用，最常用的牌號是 GCr 15 和GCr15SiMn，在我國用量約占軸承鋼總量的 80％以上，這兩種鋼的性能基本相同，但 GCr15SiMn 鋼的淬透性比 GCr15 鋼好，因此對于較大尺寸的軸承零件，宜采用GCr15SiMn 鋼，高碳鉻軸承鋼廣泛用于制造滾動軸承套圈和滾動體?，F(xiàn)已開發(fā)出 GCr18SiMo 和 GCr15SiMo 等高淬透性鋼，其性能比GCr15SiMn 鋼優(yōu)越，可在鐵路軸承、軋機軸承、 礦山機械軸承上替代 GCr15SiMn鋼使用?？傊瑵B碳鋼軸承的優(yōu)點是： 1）滲碳淬火后表面保留壓應(yīng)力狀態(tài)，抗疲勞強度好。 4）不受軸承零件尺寸和壁厚的限制。 耐腐蝕軸承鋼用于制造在化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)等腐蝕環(huán)境和低溫下工作的軸承零件及某些要求低摩擦的儀器和儀表軸承等。 四．高溫軸承鋼 通常，在 150℃以上溫度工作的軸承稱為高溫軸承。 當工作溫度高于 250℃時，必須采用耐高溫的軸承鋼制造，高溫軸承鋼除應(yīng)具有一般軸承鋼的性能外，還應(yīng)具有一定的高溫硬度和高溫耐磨性以及高溫接觸疲勞強度，還要抗氧化、耐沖擊和高溫尺寸穩(wěn)定性。 高溫軸承主要用于航空噴氣發(fā)動、燃氣輪機、核反應(yīng)堆系統(tǒng)、 X 光管鎢管， 4 以及高速飛行器、火箭和宇宙飛船。 滾動軸承依靠元件間的滾動接觸來承受載荷，與滑動軸承相比 :滾動軸承具有摩擦阻力小、效率高、起動容易、安裝與維護簡便等優(yōu)點。 常用的滾動體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子。 滾動軸承鋼球的工作條件極為復(fù)雜，承受著各類高的交變應(yīng)力。滾動體與套圈及保持架之間還有相對滑動，產(chǎn)生相對摩擦。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。軸承鋼在使用狀態(tài)下的組織應(yīng)是回火馬氏體基本上均勻分布有細粒的碳化物，這樣的組織能賦予軸承鋼 所需要的性能。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。軸承鋼含碳量一般較高，使用狀態(tài)主要以隱晶針和細晶針狀馬氏體為基體，在組織中保留一定數(shù)量的淬火未溶碳化物，以提高鋼的耐磨性。這 6 樣在淬火和低溫回