减少圆锥滚子轴承30216外圈淬火畸变的工艺措施

发布时间：2013-07-16 浏览次数：649

　　我公司应俄罗斯客户要求，为其生产GCr15钢制32016轴承外圈（如图1所示）淬火件。 　　在签定合同时，外商对该轴承套圈淬火后变形提出了严格要求。规定该轴承套圈淬火后外径直径变动量不大于0.18mm，锥度为0.15mm。而机械行业标准《JB/T 1255—2001 高碳铬轴承钢轴承零件热处理技术条件》规定此类轴承套圈淬火后外径直径变动量为0.30mm。
　　我公司用于轴承套圈淬回火的热处理设备是RGW-210托辊网带式可控气氛热处理生产线。为满足客户要求，采取以下工艺措施。
　　1、改善装料方式
　　轴承套圈由室温加热到800℃以上时，体积会不同程度的增大。如果轴承套圈在淬火加热炉网带上摆放时，相互之间没有间隙或间隙太小。在高温状态下，会因体积涨大，相互挤压而引起畸变。因此，在30216外圈进行淬火加热时，应均匀地摆放在淬火加热炉网带上。并且，轴承套圈之间留有一定间隙。
　　2、淬火加热速度缓慢均匀，淬火加热温度采用下限
　　轴承套圈在淬火加热奥氏体化过程中，因发生组织转变而产生组织应力和热应力。这两种应力作用的结果产生淬火畸变。淬火加热速度和淬火加热温度越高，产生的应力越大，淬火畸变也严重。如果选用适当的淬火加热速度和加热温度，降低套圈表面和心部的温差，使加热缓慢均匀，减少应力，从而减少淬火畸变。为此，对淬火加热炉四个加热区采取I区比II、III区低10℃，II、III区加热温度相同，IV区比II、III区低5℃，采用下限加热温度等措施。
　　3、适当提高淬火油温的温度
　　轴承套圈在淬火冷却过程中，表面冷却快而心部冷却慢。当轴承套圈表面奥氏体向马氏体转变时，心部还未发生。由于马氏体和奥氏体比容不同，不可避免地产生组织应力，并且应力的大小与冷却速度有很大关系。冷却速度越快，套圈表面与心部温差越大，马氏体转变的时间差越大，产生的应力越大淬火畸变也就越大。所以，为了减少淬火畸变，将淬火油温度由80℃提高到110℃。
　　4、在淬火后回火前增加一次冷清洗
　　轴承套圈淬火后，还有一部分未转变的奥氏体，称为残余奥氏体。由于残余奥氏体是一种不稳定相，还会发生组织转变。轴承套圈的尺寸发生变化而进一步产生畸变。在淬火后回火前增加一次冷清洗，清洗液温度6-8℃。使残余奥氏体进一步转变。达到稳定组织，减少畸变的目的。
　　5、应用效果
　　在对30216外圈进行淬回火时，套圈摆放2层，相互之间留3-5mm间隙，油温为110℃。其工艺曲线如图2所示。 　　30216外圈淬回火硬度为HRC61-62，金相组织2级。
　　变形情况：对淬火回火后的轴承套圈逐件测量。轴承套圈外径直径变动量≤0.18mm，锥度为0.15mm。满足了客户的要求。
　　参考文献：
　　[1]《热处理手册》第三版第2卷：101-122页
　　[2]《滚动轴承热处理》洛阳轴承研究所编：第316-329页