滚动轴承零件的热处理(必学)

1、滚动轴承零件的热处理品种之多,至今已有6万多个,结构上一般为外套,内套,滚动体,保持架和润滑油等组成.滚动轴承多数为高载荷(球轴承的接触应力达4900MPa,滚柱轴承接触应力达2940MPa)下运行,在套圈和滚动体接触面上承受交应力,高转速(d/V值2.5X106mm.r/min).长寿寿命条件下服役.其失效的主要形式是疲劳剥落,磨损,断裂等.因此,要求滚动轴承用钢应具有:高的硬度,高的搞疲劳性能,高的耐磨性,一定的韧性,良好的尺寸稳定性和冷热加工性能等.最终表面为使用寿命长和高的可靠性.通常套圈和滚动体均采用高碳铬轴承钢,长期实践证明,它是制造滚动轴承的最佳钢种,GCR15钢占滚动轴承用量9

2、0%以上.在外套带安装挡边和高冲击载荷下,工作的滚动轴承采用合金渗碳钢,它主要含有铬镍钼等元素.渗碳钢在表面层深度范围内渗碳,形成表面硬化层,而中心部硬度低,形成表面高硬度而心部具有高的韧性,适用于承受冲击载荷条件轴承,如轧机轴承等.钢中非金属夹杂,易形成早期疲劳剥落,所以高纯度轴承钢(真空感应+真空自耗冶炼),制造高可靠性,长寿命,高精度轴承,如航空发动机主轴轴承,高精度陀螺轴承和高精密(P2,P4级)机床主轴轴承等.对于在化工,航空,原子能,食品,仪器,仪表等现代工业所用滚动轴承还需具有耐腐蚀,耐低温(-253度),耐高渐,搞辐射和防磁等特性.因此,滚动轴承用材料种类较多,常用滚动轴承钢与

3、合金及应用范围见表4-1表4-1 常用滚动轴承用钢与合金及应用范围类别统一数字代号牌号材料规格供应状态应用范围最高工作温度采用标准高碳铬轴承钢B00040GCr4圆钢,热轧或锻制,不退火它适用于套圈壁厚>14mm,用TSH表面淬火后可获得最佳强韧化效果,表面硬度为60-64HRC,中心硬度为35-45HRC,晶粒细化,表面呈压应力应用于承受冲击载荷工况条件下的轴承,如铁路轴承,大型转盘轴承,轧机轴承等.轴承工作温度<120GB/T18254-2000B00150GCr15圆钢,管,钢丝(盘元)带热轧,锻制,退火,不退火,冷拉(银亮)圆钢,盘元均为退火材它适用于通常工作条件套圈和滚动

4、体,在轴承生产中用量达95%以上,套圈壁厚<25mm,滚子直径<32 mm,钢球直径<50 mm轴承工作温度-60120 当超过该温度时,需经特殊热处理(S0,S1,S2,S3,S4等)GB/T18254-2000GB/T18579-2001HGCr15圆钢,管,钢丝(盘元)带热轧,锻制,退火,不退火,冷拉(银亮)圆钢,盘元均为退火材它适用于航空发动机主轴轴承,陀螺仪表长寿命,高可靠性轴承,采用VIM+VAR双真空冶炼,钢中氧含量<9X10-6轴承工作温度-60120 当超过该温度时,需经特殊热处理(S0,S1,S2,S3,S4等)YB/T4107-2000ZGCr15

5、冷拉材货车,客车轴承用滚子,采用电渣重熔冶炼轴承工作温度-60120 当超过该温度时,需经特殊热处理(S0,S1,S2,S3,S4等)YB/T4101-1998B01150B03150GCr15SiMnGCr15SiMo圆钢,热轧或锻制,不退火它适用于大型轴承套圈和滚子, GCr15SiMn套圈壁厚>25mm,滚子直径>32 mm, GCr15SiMo套圈壁厚>50mm,滚子直径>55 mm<2m(套)轴承工作温度-60120 当超过该温度时,需经特殊热处理(S0,S1,S2,S3,S4等)GB/T18254-2000B02180GCr18Mo圆钢,热轧或锻制,不

6、退火80-120mm它适用于制造准高速铁路客车轴轴箱轴承内外套圈,采用电渣重熔钢时速>120<200km/h-60150JB/T3010-2000渗碳轴承钢A30202G20CrMoA圆钢热轧,锻制,退火钢板它用于制造叉车门架用滚轮,链轮轴承外圈,外球面轴承用紧定镙钉,连杆支承用滚针和保持架组件,特殊用途冲压保持架和冲压滚针轴承外套等<100GB3203-1982GB/T3077-1999G20CrNi2MoA圆钢80-130mm热轧不退火它适用于制造铁路货车轴轴箱轴承内外套圈,采用电渣重熔钢时速>100 km/h-60100YB/T4100-1998G20Cr2Ni4

7、AG10CrNi3MoA圆钢,轴承毛坯它适用于制造高冲击载荷轴承,如轧机用四列圆柱,圆锥滚子轴承等<100GB3203-198216CrNi4MoA圆钢热轧不退火它适用于制造带安装法兰挡边特殊结构轴承套圈,如航空发动机轴承内外套等.<100BTXE201-2005A20202A2620220Cr20CrMnTi圆钢<60mm热轧不退火它用于制造汽车万向节十字轴<100GB/T3077-1999U2115215Mn圆钢它用于制造汽车万向节轴承外套<100GB/T699-1999U20082U201020810钢板钢带它用于制造冲压保持架,冲压滚针外套<100G

8、B13237-1991GB/T3078-1994GB/T699-19994.4.2冲压滚针套等零件的热处理用08,10,15CrMo,20CrMo钢制冲压成HK型,BK型滚针套,垫圈,保持架和罩等.该类零件要求具有一定强度,较好耐磨性.因此对零件表面需进行表面硬化,如碳氮共渗,渗碳和氮碳共渗等.4.4.2.1冲压滚针套的C-N共渗热处理1.冲压滚针套碳氮共渗(或渗碳)直接淬火并回火后的表面硬度和心部硬度按表4-81的规定执行.表4-81碳氮共渗(或渗碳)直接淬火并回火后的表面硬度和心部硬度产品类型钢种硬度HV淬火回火表面硬度表面硬度心部硬度保持架碳素结构钢>713380650140380

9、合金结构钢>713420620270350冲压外圈碳素结构钢>766664856140450合金结构钢>766664856270450注:如用户对心部硬度无要求,生产厂家可不检查心部硬度.如用户对硬化层深度未提出要求,可按表4-82碳氮共渗(或渗碳)总硬化层深度执行.2.硬化层深度,保持架和冲压外圈的硬化层深度应符合产品图样的规定表4-82 碳氮共渗(或渗碳)总硬化层深度产品类型最小壁厚/mm总硬化层深度/mm碳素结构钢合金结构钢保持架<0.50.020.070.050.120.51.00.020.150.070.15>1.00.020.150.080.20冲压外圈<0.50.100.180.51.00.150.25>1.00.180.30保持架的硬化层深度应以总硬化层深度为准(总硬化层深度:从零件表面垂直测量到与金属基体组织间的显微硬度或显微组织没有明显变化的那一层为硬化层距离)冲压外圈的硬化层深度以有效硬化层深度为准(有效硬化层深度:应从表面垂直测量到550HV处为准)3.显微组织,滚动轴承零件碳氮共渗后的显微组织应为含氮马氏体,碳氮化合物及残留奥氏体,按JB/T7363标准级别图评定(图1,图2为合格,不允许有图3的1级,2级黑色组织存在).渗碳后的显微组织应