軸承鋼球化退火問題.doc

《軸承鋼球化退火問題.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、GCr15球化退火問題軸承鋼主要用制造滾動軸承滾珠、滾柱和套圈等,有時也用來制造工具，如沖模、量具、絲錐等。軸承在工作時承受著高的集中交變載荷，由于滾珠與軸承套圈之間的接觸面積小，在高速轉動的同時還有滑動，會產(chǎn)生很大的摩擦。所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。因此軸承鋼需具有隱晶回火馬氏體+細小滲碳體顆粒組織。對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴格的鋼種之一。經(jīng)過大量的試驗和生產(chǎn)實踐證明,只有當軸承零件的原始組織為細球狀珠光體時,經(jīng)過

2、淬火加低溫回火后,才能獲得隱晶回火馬氏體及在其上分布著細小碳化物顆粒的組織,這種金相組織才使得軸承零件具有高強度和韌性.GCr15是一種合金含量較少、具有良好性能、應用最廣泛的高碳鉻軸承鋼占世界軸承鋼生產(chǎn)總量的80%以上。含碳Wc為1%左右，含鉻量Wcr為1.5%左右，從1901年誕生至今110多年，主要成分基本沒有改變，現(xiàn)在生產(chǎn)軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，標準號鋼號化?學?成?分?%??CSiMnPSCrMoNiYB(T)1-91GCr150.95-1.050.15-0.350.25-0.45＜0.

3、025＜0.0251.40-1.65?＜0.30GCr15鋼是經(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。所以要用球化退火。將鋼按完全退火的加熱速度加熱到Ac1以上20~30℃的溫度（比不完全退火更低一些），保溫后，再以每小時20～50℃的速度降至鋼的Ac1以下一個溫度，并在這個溫度下保溫一段較長的時間，最后隨爐冷到450~500℃左右出爐，再在空氣中冷卻。通過這種退火后，珠光體中滲碳體及過剩滲碳體都呈球狀分布，故稱球化退火

4、。目前,在工業(yè)生產(chǎn)中GCr15鋼多采用等溫球化退火處理工藝,它是利用不均勻奧氏體中未溶碳化物或奧氏體中高濃度碳偏聚區(qū)的非自發(fā)形核的有利作用來加速球化。對于細珠光體組織,如果加熱到A1溫度以上,隨后緩冷到A1以下,那么這種細珠光體組織則往往會被緩冷或保溫過程中形成的粗大珠光體組織所替代,其結果反而不利于碳化物的球化[4];同時,在保溫過程中又不斷有滲碳體顆粒按Ostwald熟化機制長大,使球化的滲碳體變大。什么是球化退火？球化退火操作操作時應注意些什么？怎樣縮短球化退火的時間？球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼（如制造刃具

5、，量具，模具所用的鋼種）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并為以后淬火作好準備。GCr15鋼的退火加熱范圍為780～810℃,因而該廠采用790℃.冷卻速度控制在15～20℃?h范圍內,整個工藝過程需要17h.該廠根據(jù)這一工藝路線對軸承零件進行球化處理,要求硬度為179～207HBS,球化組織級別為2～4級.將鋼按完全退火的加熱速度加熱到Ac以上20-30℃的溫度(比不完全退火溫度更低一些)；保溫后，再以每小時20-50℃的速度降至該鋼的Ar1以下一個溫度，并在這個溫度下保溫一段較長的時間，最后隨爐冷到450-500℃

6、左右出爐，再在空氣中冷卻。通過這種退火后，珠光體重點滲碳體極過剩滲碳體，都呈球狀分布，故稱球化退火，是不完全退火的特殊操作，也是不完全退火的發(fā)展，它與等溫退火是有區(qū)別的，我們不能把它們混淆起來。球化退火之所以能使?jié)B碳體球化，是因為它的加熱溫度只高于Ac1不多，珠光體雖然轉變?yōu)閵W氏體，但還有大量的碳化物保留著，在冷卻的時候，為溶于奧氏體中的碳化物，作為結晶核心；另外碳化物溶于奧氏體中，并不等于奧氏體的成分已經(jīng)均勻，在碳化物原先存在的地方，含碳濃度就高。這樣就造成了奧氏體中各處碳濃度的差別，因此，當濃度不均勻的奧氏體冷卻到Ar1以

7、下時，未溶的碳化物及濃度不均勻的奧氏體，便析出碳化物，同時由于表面張力的作用形成了球粒狀珠光體。為了保證球化退火的質量，在進行球化退火時，必須嚴格注意下述幾個方面。(一)嚴格控制加熱溫度與保溫時間嚴格控制加熱速度是保證得到球狀珠光體的主要條件。對任何鋼種來說，球化退火加熱溫度只能是該鋼的Ac1以上20-30℃。如果加熱溫度過高，則退火后便不能得到完全的球狀球狀珠光體，可能為球狀和片狀珠光體的混合物，甚至全部為片狀珠光體。這是因為溫度高了，使奧氏體化學成分均勻化而造成的。反之，如果加熱溫度太低，原來組織中的片狀珠光體，未能轉變而

8、球化，因而也能達到預期的效果。球化退火的保溫時間也十分重要，球化退火的保溫時間一般較長，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，大約每一厘米厚度或直徑需要0.5-1.0小時。但在實際生產(chǎn)中，為了加熱均勻和使原來的珠光體完全轉變?yōu)閵W氏體，保溫時間勢必大為增加。因此，對每個車間生產(chǎn)條件來說，應根據(jù)設備的實