1-7013轴承外圈热处理工艺的确定

发布时间：2013-05-15 浏览次数：668

刘玉兰
（瓦房店轴承集团　装备公司，辽宁　瓦房店　116300）

　　摘　要：介绍了1-7013轴承外圈热处理工艺，确定了感应加热淬火的各工艺参数。结果表明，用此工艺处理的产品质量达到了原产品质量，满足用户需求。
　　关键词：滚动轴承；外圈；热处理；感应器；金相组织；超音频加热
　　1　外圈结构及热处理技术要求
　　1-7013轴承外圈结构如图1所示。此产品为用户提供，对其成品进行解体分析得：材料为55^#钢，淬火区域为外圈滚道表面淬火，表面硬度要求58~62HRC。淬硬层深度为2.5~3mm，心部是锻造后的退火金相组织，珠光体加铁素体和粗大的碳化物网。

 

　　2　热处理工艺的确定
　　为了使产品有一定的强度和综合力学性能，在产品进行成形加工后进行正火处理，然后进行机加工和表面加热淬火处理。
　　2.1 正火工艺
　　正火是将钢件加热到Ac3（或Acm）以上30~50℃，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。对锻件进行正火的主要目的是细化组织。与退火相比，正火后珠光体片层较细，铁素体晶粒也比较细小，正火快冷能抑制渗碳体在奥氏体晶界的析出，从而消除网状碳化物，改善钢的组织。此产品正火后的金相组织与原金相组织的比较见图2。正火工艺见图3。

 

　　2.2 表面感应淬火
　　因产品表面硬度要求58~62HRC，淬硬层深度为2.5~3mm，故选用GP200L-C3型超音频加热淬火设备。
　　2.2.1 表面感应淬火后的性能
　　(1)表面硬度：表面感应加热淬火后的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2~3HRC。
　　(2)耐磨性：感应淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度、硬度及表面高的压应力等综合的结果。
　　(3)疲劳强度：表面感应淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，在一定范围内，疲劳强度随硬化层深度增加而增加。
　　2.2.2 加热及冷却装置
　　加热时选用螺旋仿型感应器（如图4所示）。冷却方法为喷射冷却，冷却时间由继电器控制，喷射压力为2.0MPa，淬火液温度为15~30℃，冷却液为自来水。喷液淬冷装置如图5所示。

 

　　2.2.3 加热工艺参数确定
　　因GP200L-C3型超音频加热淬火设备的电流频率为50~200kHz，加热方法为同时加热法，A、B两外沟道面分别加热，加热和冷却时间由继电器控制。工艺试验结果如表1所示。由表中可知序号3工艺能满足产品技术条件要求。

 

　　2.3 轴承外圈的回火
　　对淬火后的产品要及时进行回火，回火温度为180℃，回火后的硬度如表2所示。通过回火， 可以看出序号3符合技术条件要求。从中可以得到Z佳的淬火工艺见表3。

 

　　3　质量检测结果
　　采用所选定的热处理工艺，淬、回火后的组织为细针状马氏体，比原产品的粗针状马氏体要好得多；淬火深度及位置也基本满足条件要求。图6为所选定工艺淬、回火后金相组织与原产品金相组织的对比。

 

来源：《轴承》2007年5期