哈工大热处理原理与工艺大作业精密轴承零件热处理

1、精密轴承零件热处理工艺报告精密轴承零件热处理工艺报告组员：代晨、方和平、刘博煜、刘睿、任惟 （按首字母排序）2013年6月21日报告概述报告概述精密轴承的用途和分类加工工序和热处理工艺质量检查和缺陷 轴承的用途轴承的用途l滚动轴承是广泛运用的机械支承。其功能是在保证轴承有足够寿命的条件下，用以支承轴及轴上的零件，并与机座作相对旋转、摆动等运动，使转动副之间的摩擦尽量降低，以获得较高传动效率。l精密轴承是指旋转精度、外形尺寸精度高和表面粗糙度较小的轴承，在我国的标准中是指p4级和高于P4级轴承。按照ISO的分级标准分为:P0,P6,P5,P4,P2.等级依次增高,其中P0为普通精度, 其他等级都

2、是精密级别。（当然,不同分级标准,不同类型的轴承,他们的分级方法有所不同的,但意义是一至的。）l在国民经济中滚动轴承被称为“工业的关节”。在日本，人们常把轴承称作工业的食粮，轴承工业被称为“机械工业的核心产业”、“提高国民生活的基础产业“，受到 日本政府振兴政策的保护与支持，是14个”特定机械工业“行业之一。在中国，滚动轴承是国家确定的11类特定振兴机械产品之一，有33家轴承企业被列为特定振兴产业。l在国防事业上滚动轴承是必备的军备物资。轴承在许多军事装备中，都是重要或者核心零部件；在战争中，轴承制造厂是敌对国列入重点打击的目标之一；冷战时期，轴承专用设备曾是西方国家对社会主义国家实行经济封锁

3、的禁运物资之一。至今，很多轴承产品和技术仍被许多军事大国列入技术封锁的范畴。l在技术地位上轴承钢是各种合金钢中要求技术指标最多而且最严的钢种。世界公认，轴承钢的冶炼水平是一个国家冶金技术水平的标志。在中国，在不锈钢、高速钢、齿轮钢、阀门钢、弹簧钢等诸多特殊钢中，轴承钢是迄今需要颁发生产许可证的少数钢种之一。 轴承的用途轴承的用途 精密轴承的分类精密轴承的分类l轴承分为滑动轴承 和滚动轴承l滑动轴承分为：调心球轴承GB/T2811994、调心滚子轴承GB/T2881994、推力调心滚子轴承GB/T58591994、圆锥滚子轴承GB/T2971994、推力球轴承GB/T3011995、双向推力球轴

4、承GB/T3011995、深沟球轴承GB/T2761994、角接触球轴承GB/T2921994、圆柱滚子轴承GB/T2831994、滚针轴承GB/T58011994l滚动轴承分为：径向滑动轴承、推力滑动轴承滚动轴承使用方法及注意事项：滚动轴承使用方法及注意事项： 与一般的机械零件相比，滚动轴承的精度较高，因此使用时也相应地应小心谨慎。 1、保持轴承及其周围的清洁。 2、使用时仔细认真：若使用时粗心大意给轴承以强烈冲击，会使轴承出现伤痕、压痕、断裂等伤。 3、使用合适的工具。 4、注意轴承的防锈。应避免在潮湿的场所使用，而且为不使汗水沾上，应戴手套。 5、使用者应熟悉轴承。 6、制定轴承使用的作

5、业规范： 1）、轴承的保管 2）、轴承及其周边的清洗 3）、安装部位的尺寸与加工质量的检验 4）、安装作业 5）、安装后的检查 6）、拆卸作业 7）、维护保养(定期检查) 8）、润滑剂的补充 轴承轴承失效方式失效方式： 最常见的有疲劳剥落、卡死、套圈断裂、磨损、锈蚀、电击伤等 。 滚动轴承损坏的正常形式和常见形式是疲劳剥落，即接触疲劳破坏。疲劳剥落的形式为接触表面局部区域有小片金属剥剥落坑或者麻点，它使轴承工作时噪音增加、磨损加剧，发热，直至轴承损坏。轴承轴承性能要求性能要求： 1)高的淬硬性和定的淬透性，以保证在热处理后获得高而且均匀的表层硬度。只有在保证硬度合格的情况下，才能保证轴承的耐磨

6、性。 2)高的接触疲劳性能，以保证轴承在承受大载荷的情况下长时间使用。 3)高的弹性极限和一定的冲击韧性，以减小或避免由于高的应力作用所产生的永久形变，满足轴承所必须承受的静、动载荷的需要及承受一定的冲击载荷的作用。 4)尺寸要精确且经久稳定，这对于精密级和超精密级轴承特别重要。 5)具有一定的抗腐蚀能力，在和大气或其他介质接触时能抵抗化学腐蚀。 6)能满足大生产的需要，轴承钢必须有良好的冷、热加工工艺性能。 7)其他：对于在特殊条件下工作的轴承，还有其他方面的要求。例如在高温下工作的轴承要能耐高温；工作时接触到强烈腐蚀性介质的轴承要能耐腐蚀；在强磁场下工作的轴承要有强的抗磁性能等。轴承轴承用

7、材料用材料： 1)轴承钢主要用来制造轴承的内外圈及滚动体，保持架常用低碳钢板和有色金属及其合金或塑料等制成。 2)轴承钢在实际中分为铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢，以及高温轴承钢。 3) 在众多的轴承钢中，高碳铬轴承钢(1%C-1.5% Cr)是使用最久、用量最大、使用面最广的钢种，GCr15钢作为这类钢的代表钢种，从1901年用于制造滚动轴承至今，已有百余年的历史。这类钢由于其加工工艺性能好，便于得到较稳定而均匀的组织和高而稳定的硬度，具有良好的耐磨性和抗接触疲劳性能，有比较满意的防锈性能、合适的弹性和韧性，价格也较低，因而获得广泛的应用。在通常情况下工作的滚动轴承套圈和滚动体就是用这类钢

8、制造的。 牌号：GCr6、GCr9、GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn等。 制造精密轴承零件工艺流程 正火正火 目的：1）改善或消除网状碳化物，提高冲击韧度 2）退火过热组织的返修 3）细化原始组织，为提高抗回火稳定性做准备 参数：不同成分正火温度略有差别 GCr15钢的正火温度在900950保温在4060min，出炉后进行空冷、风冷或者抽冷至 700空冷，消除网状碳化物后再球化退火处理，以获得理想的组织和力学性能。工艺曲线如下 预备热处理预备热处理 （视情况而定，若为未退火钢材则需要）正火缺陷及其对策 球化退火球化退火 目的：1）使片状珠光体转变为细粒状珠光体，为淬火准备良好的

9、原始组织 2）降低硬度使其易于切削加工 3）提高塑性使其易于冷拉、冲压或冷辗 参数：（还有碳化物超细化处理和快速退火，以下为常用） 普通球化退火 等温球化退火退火缺陷及其对策检查项目缺陷名称补救方法脱碳层脱碳层超过规定深度改其他型号或报废显微组织欠热点状珠光体加部分细片状珠光体根据不同缺陷调整工艺，进行二次退火过热粒状珠光体加部分粗片状珠光体先正火后调整工艺进行快速退火或正常退火粗大颗粒碳化物先正火，再进行第一次退火网状碳化物超过规定级别先正火，再进行第一次退火硬度太硬调整工艺，进行二次退火太软先进行正火，然后进行退火 淬火淬火 目的：充分发挥材料的各种综合性能潜力，提高硬度、强度、耐磨性、接

10、触疲劳性能 等， 并为回火提供优良的马氏体组织，以便最终获得最佳综合强韧化的性能。 参数： 最终热处理最终热处理 回火回火 目的：零件淬火（或冷处理）后必须及时进行回火。回火可以减小并稳定残余应力，稳定组织，避免裂纹和变形，适当降低硬度而大幅度提高韧性，使零件最终获得最佳配合的综合强韧化的力学性能和尺寸稳定性。 参数：零件名称轴承零件精度等级回火温度和时间备注中小型滚柱级、级、级1 5 0 1 8 0 ，2.53.5h滚子直径28mm钢球5、10、16级150180，34h钢球直径48.76mm中小型套圈P2级、P4级160200，34h 冷处理冷处理 目的：使淬火过程中未能充分转变的残留奥氏体继续向马氏体转变，除能提高零件的尺寸稳定性外，还能略微提高零件的硬度和防锈性能。但会降低轴承钢的韧性。有时也能利用马氏体比体积大这一原理用冷处理来挽救因尺寸缩小而报废的产品。 参数：工艺温度一般为-50-78 有时也用更低的温度，保温时间一般为1h。 附加回火（稳定化处理）附加回火（稳定化处理） 目的：附加回火的作用是消除磨削应力，进一步稳定组织，以便于提高零件的尺寸稳定