SAE8620渗碳钢轴承热处理

发布时间：2013-08-07 浏览次数：848

　　1997年8月，我公司为美国洛克维尔公司生产了23种规格、67294件英制圆锥轴承套圈，材料为美国牌号SAE8620，相当于我国的G20CrNiMoA渗碳轴承钢。这是我公司首次用此材料大批生产轴承。为研究轴承性能的稳定性，我们进行了全面工艺试验，达到了满意的效果。下面仅以IR-RHM218248规格为例进行介绍。
　　1　G20CrNiMoA钢的性能及材料检验
　　试验用G20CrNiMoA钢的化学成分w（％）为：0.21C，0.46Cr，0.68Ni，0.21Mo，0.025P，0.006S。经试验分析，晶粒度为6级，脆性夹杂物≤3.0级，塑性夹杂物≤2.0级，点状不变形夹杂物≤2.0级。钢材表面加工状态良好。
　　2　热处理工艺
　　2.1 退火
　　采用锻造余热退火，终锻温度为970～940℃，退火工艺曲线见图1。 　　2.2 渗碳、淬火及回火
　　渗碳淬火及回火工艺曲线见图2。冷却介质为25～60℃的N32机械油，淬火时用吊车上下串冷5min，串冷后在油槽中静止冷却10min以上。 　　3　试验结果及分析
　　3.1 退火
　　退火后硬度为195HB，组织为方向性的珠光体和铁素体，由于锻造余热退火有效地控制了零件终锻后的冷却速度，控制了魏氏组织的形成，达到了ZBJ 360016标准的要求。轴承毛坯切削性能良好。
　　3.2 渗碳直接淬火
　　渗碳直接淬火质量检验结果见表1。显微组织表面无粗大和网状碳化物。 　　测试结果分析表明，渗碳直接淬火后心部硬度偏低，主要是试样直径尺寸大，冷却不良所致。G20CrNiMoA钢淬火后，保留了不同含量的残留奥氏体。本次试验的残留奥氏体含量正常，不会影响二次淬火后硬度。因此，渗碳直接淬火后，可直接进行二次淬火。
　　3.3 二次淬火
　　二次淬火后硬度、硬化层深度、显微组织检验结果见表2，表面层显微组织见图3。 　　试样及套圈经二次淬火之后，先进行喷砂处理，然后用酸洗检验表面软点、裂纹等，结果未发现质量问题。
　　成品表面含碳量要求为0.80％～1.05％，试样渗碳并二次淬火后表面碳浓度分布曲线见图4。 　　3.4 抗回火性
　　回火和抗回火硬度检验结果见表3。为了检验回火后材料的抗回火性能，将试样用原回火工艺再回火一次，在原来测定硬度附近复验一次。
　　复验结果说明，抗回火性能很好，可以用来制造滚动轴承零件。 　　4　经济效益分析
　　我公司生产的中小型渗碳轴承套圈，均采用G20CrNi2MoA钢，进价9000元/t，这次为美国生产的轴承套圈，采用新材料G20CrNiMoA钢，进价为8700元/t，加工67294件轴承套圈共用钢材120t，可降低成本3.6万元。