我國(guó)軸承零件熱處理現(xiàn)狀及對(duì)策

2009-08-06

作者：洛陽(yáng)軸承研究所劉耀中

　　隨著主機(jī)的高速化、輕量化，軸承的工作條件更加苛刻，對(duì)軸承的性能要求越來(lái)越高，如更小的體積、更輕的質(zhì)量、更大的承載容量、更高的壽命和可靠性等。其中，國(guó)產(chǎn)軸承的壽命和可靠性成為近年來(lái)越來(lái)越突出的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)熱處理新技術(shù)、提高熱處理質(zhì)量一直是國(guó)內(nèi)外軸承生產(chǎn)企業(yè)及相關(guān)企事業(yè)單位關(guān)注的課題。本文對(duì)近年來(lái)來(lái)年熱處理技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期對(duì)我國(guó)的軸承行業(yè)相關(guān)人員有所借鑒。
　　 1. 高碳鉻軸承鋼的退火
　　高碳鉻軸承鋼的理想退火組織是鐵素體基體上分布著細(xì)、小、勻、圓的碳化物顆粒的組織，為以后的冷加工及Z終的淬回火作組織準(zhǔn)備。目前，除少數(shù)企業(yè)使用周期式設(shè)備外，普遍使用的是無(wú)保護(hù)氣氛的單通道推桿式等溫退火爐。退火的組織和硬度控制已比較成熟可靠，可較容易地把退火組織控制在JB1255標(biāo)準(zhǔn)中的2～3級(jí)或細(xì)點(diǎn)組織。存在的問(wèn)題是能耗偏高、退火后氧化脫碳嚴(yán)重。近年來(lái)，從節(jié)能的角度出發(fā)，開(kāi)發(fā)了油電復(fù)合加熱等溫退火爐、雙室首尾并置（水平或上下）的等溫退火爐，節(jié)能效果顯著，應(yīng)大力推廣；同時(shí)，隨著毛坯精密成形工藝和設(shè)備的出現(xiàn)，開(kāi)始采用氮基保護(hù)氣氛等溫退火爐，以減少退火過(guò)程中的氧化脫碳，降低原材料的消耗和機(jī)加工成本。
　　2. 高碳鉻軸承鋼的馬氏體淬回火
　　常規(guī)的高碳鉻軸承鋼馬氏體淬回火工藝的發(fā)展主要分3個(gè)方面：一是開(kāi)展淬回火工藝參數(shù)對(duì)組織和性能影響的基礎(chǔ)性研究，如淬回火過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變、殘余奧氏體的分解、淬回火后的韌性與疲勞性能等；二是淬回火的工藝性能的研究，如淬火條件對(duì)尺寸和變形的影響、尺寸穩(wěn)定性等；三是取締氧化或保護(hù)氣氛加熱，推廣可控氣氛加熱。　
　　2.1 組織與性能
　　常規(guī)馬氏體淬火后的組織為馬氏體、殘余奧氏體和未溶（殘留）碳化物組成。軸承鋼淬火后馬氏體基體含碳量為0.55%左右，組織形態(tài)一般為板條和片狀馬氏體的混合組織，或稱(chēng)介于二者之間的中間形態(tài)—棗核狀馬氏體，軸承行業(yè)上所謂的隱晶馬氏體、結(jié)晶馬氏體；其亞結(jié)構(gòu)主要為位錯(cuò)纏結(jié)以及少量的孿晶。隨淬火溫度升高或保溫時(shí)間延長(zhǎng)，組織形態(tài)逐步由隱晶→結(jié)晶→細(xì)小針狀過(guò)度。一般淬火后的正常組織為隱晶+結(jié)晶+細(xì)小針狀馬氏體的混合物。一旦出現(xiàn)大量明顯的針狀馬氏體，則組織為不合格組織，應(yīng)設(shè)法避免。
　　關(guān)于淬回火對(duì)性能的影響，國(guó)內(nèi)外也進(jìn)行了大量研究。洛陽(yáng)軸承研究所在20世紀(jì)80年代開(kāi)展了“GCr15鋼熱處理工藝的研究”。研究結(jié)果表明：淬火加熱為835~865℃、回火為150~180℃