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《本科畢業(yè)設(shè)計論文--gcr15軸承鋼球的熱處理工藝及缺陷分析.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、GCr15軸承鋼球的熱處理工藝及缺陷分析摘要：本論文重點對GCr15軸承鋼球熱處理工藝的設(shè)計進行了討論，同時對熱處理后其可能存在的熱處理工藝缺陷進行了分析。鋼球在不同熱處理工藝下雖然都能達到其使用要求，但所需的成本卻大不相同，因此在滿足其使用要求的同時也應(yīng)該注意生產(chǎn)成本。熱處理常常因操作、原材料等產(chǎn)生缺陷，但只要有正確的熱處理工藝并嚴格按工藝進行加工熱處理缺陷也是可以避免的，即使產(chǎn)生了缺陷也可以采取相應(yīng)的措施及時修復(fù)缺陷。關(guān)鍵詞：GCr15軸承鋼球熱處理設(shè)計熱處理工藝熱處理缺陷引言滾動軸承是機械工業(yè)十分重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)件之一;滾動軸承依靠元件
2、間的滾動接觸來承受載荷，與滑動軸承相比:滾動軸承具有摩擦阻力小、效率高、起動容易、安裝與維護簡便等優(yōu)點。缺點是耐沖擊性能較差、高速重載時壽命低、噪聲和振動較大。圖1軸承及鋼球?qū)嵨飯D滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)（圖1）：內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架等四部分組成。常用的滾動體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子。軸承的內(nèi)、外圈和滾動體，一般是用軸承鋼（如GCr15、GCr15SiMn）制造，熱處理后硬度應(yīng)達到61～65HRC。當(dāng)滾動體是圓柱或滾針時，有時為了減小軸承的徑向尺寸，可省去內(nèi)圈、外圈或保持架，這時的軸頸或軸承座要起到內(nèi)圈或外圈的作用。為滿足使用中的某些
3、需要，有些軸承附加有特殊結(jié)構(gòu)或元件，如外圈帶止動環(huán)、附加防塵蓋等。滾動軸承鋼球的工作條件極為復(fù)雜，承受著各類高的交變應(yīng)力。在每一瞬間，24只有位于軸承水平面直徑以下的那幾個鋼球在承受載荷，而且作用在這些鋼球的載荷分布也不均勻。力的變化由零增加到最大，再由最大減小到零，周而往復(fù)得增大和減小。在運轉(zhuǎn)過程中，鋼球除受到外加載荷外，還受到由于離心力所引起的載荷，這個載荷隨軸承轉(zhuǎn)速的提高而增加。滾動體與套圈及保持架之間還有相對滑動，產(chǎn)生相對摩擦。滾動體和套圈的工作面還受到含有水分或雜質(zhì)的潤滑油的化學(xué)侵蝕。在某些情況下，軸承零件還承受著高溫低溫和高腐蝕
4、介質(zhì)的影響。1、GCr15軸承鋼球的組織與性能特點分析1.1GCr15軸承鋼球的組織要求軸承鋼球的接觸疲勞壽命對鋼的組織和性質(zhì)的不均勻性特別敏感。因此，對使用狀態(tài)下的組織和原始組織提出了一系列要求。軸承鋼在使用狀態(tài)下的組織應(yīng)是回火馬氏體基本上均勻分布有細粒的碳化物，這樣的組織能賦予軸承鋼所需要的性能。對原始組織的要求主要有兩個方面：一是純凈，指鋼中雜質(zhì)元素和夾雜物含量要少；二是組織均勻，指鋼中非金屬夾雜物和碳化物應(yīng)當(dāng)細小分散和分布均勻。所以鋼的純凈度和組織均勻度是衡量軸承鋼冶金質(zhì)量的兩個重要指標(biāo)。1.2GCr15軸承鋼球的化學(xué)成分及影響GC
5、r15軸承鋼是一種合金含量較少、具有良好性能、應(yīng)用最廣泛的高碳鉻軸承鋼。經(jīng)過淬火加回火后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，對形成白點敏感性能大，有回火脆性。其中的化學(xué)成分主要是碳（0.95-1.05％）、鉻（1.40-1.65％）、硅（0.15-0.35％）、錳（0.20-0.4％）、磷（≤0.027％）、硫（≤0.020％）、鎳（≤0.30％）、鉬（≤0.10％）等。a、碳的影響除了滲碳鋼外，一般軸承鋼的含碳量在0.95—1.05%，屬于過共析成分。這樣在淬火和低溫回火后能得
6、到高的硬度、高的接觸疲勞強度和耐磨性。為了形成足夠的碳化物以增加耐磨性，含碳量不能太低，但是過高的含碳量會增加碳化物的不均勻性并且會形成網(wǎng)狀碳化物使力學(xué)性能降低。b、合金元素的影響鉻是軸承鋼的主要化學(xué)成分，鉻能夠提高淬透性，減少過熱傾向，提高低溫回火穩(wěn)定性。硅、錳在軸承鋼中主要提高淬透性。鎳在滲碳軸承鋼中能使鋼的韌24性和塑性有所提高，鎳可以提高鋼對疲勞的抗力和減小鋼對缺口的敏感性。鉬在鋼中能提高淬透性和熱強性，防止回火脆性，增加在某些介質(zhì)中的抗蝕性。釩在軸承鋼中提高強度和屈服比，特別是提高比例極限和彈性極限，降低熱處理時脫碳敏感性，從而提
7、高了表面質(zhì)量，無鉻含釩的軸承鋼，碳化物彌散度高，使用性能良好。1.3GCr15軸承鋼球所具有的性能要求GCr15大量用于制造汽車、拖拉機等所使用的軸承鋼球以及機床使用的主軸軸承鋼球和鐵路車輛、礦山機械、電機軸承、通用機械用軸承鋼球。其中滾動體材料必須具有的特性：接觸疲勞強度高；硬度高；純潔度高；耐磨性好；組織穩(wěn)定性好；機械加工性能好。因此滾動體的材料要求有高的硬度和接觸疲勞強度、良好的耐磨性和沖擊韌性。常用的軸承材料，一般用強度高、耐磨性好的鉻錳高碳鋼制造。根據(jù)這樣的工作條件，對材料要求如下：①有較高的彈性極限和疲勞強度。能耐微塑性變形；②
8、材料致密，非金屬夾雜少，顯微組織均勻；③通過熱處理能得到很高的硬度，而且硬度均勻，無軟點，在長時期保持硬度穩(wěn)定不變，淬透性要好，或能淬硬至必要深度，同時要求通過機械加工能夠得到很
