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《本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文--gcr15軸承鋼球的熱處理工藝及缺陷分析.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、GCr15軸承鋼球的熱處理工藝及缺陷分析摘要：本論文重點(diǎn)對(duì)GCr15軸承鋼球熱處理工藝的設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論，同時(shí)對(duì)熱處理后其可能存在的熱處理工藝缺陷進(jìn)行了分析。鋼球在不同熱處理工藝下雖然都能達(dá)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(shí)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(yán)格按工藝進(jìn)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(shí)修復(fù)缺陷。關(guān)鍵詞：GCr15軸承鋼球熱處理設(shè)計(jì)熱處理工藝熱處理缺陷引言滾動(dòng)軸承是機(jī)械工業(yè)十分重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)件之一;滾動(dòng)軸承依靠元件
2、間的滾動(dòng)接觸來(lái)承受載荷，與滑動(dòng)軸承相比:滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小、效率高、起動(dòng)容易、安裝與維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是耐沖擊性能較差、高速重載時(shí)壽命低、噪聲和振動(dòng)較大。圖1軸承及鋼球?qū)嵨飯D滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)（圖1）：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架等四部分組成。常用的滾動(dòng)體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子。軸承的內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體，一般是用軸承鋼（如GCr15、GCr15SiMn）制造，熱處理后硬度應(yīng)達(dá)到61～65HRC。當(dāng)滾動(dòng)體是圓柱或滾針時(shí)，有時(shí)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(shí)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(dòng)環(huán)、附加防塵蓋等。滾動(dòng)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(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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(gè)載荷隨軸承轉(zhuǎn)速的提高而增加。滾動(dòng)體與套圈及保持架之間還有相對(duì)滑動(dòng)，產(chǎn)生相對(duì)摩擦。滾動(dòng)體和套圈的工作面還受到含有水分或雜質(zhì)的潤(rùn)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(diǎn)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(duì)鋼的組織和性質(zhì)的不均勻性特別敏感。因此，對(duì)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(xì)粒的碳化物，這樣的組織能賦予軸承鋼所需要的性能。對(duì)原始組織的要求主要有兩個(gè)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(xì)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(gè)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(guò)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(duì)形成白點(diǎn)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(guò)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(qiáng)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(guò)高的含碳量會(huì)增加碳化物的不均勻性并且會(huì)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(guò)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(duì)疲勞的抗力和減小鋼對(duì)缺口的敏感性。鉬在鋼中能提高淬透性和熱強(qiáng)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(qiáng)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(shí)脫碳敏感性，從而提
7、高了表面質(zhì)量，無(wú)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(jī)等所使用的軸承鋼球以及機(jī)床使用的主軸軸承鋼球和鐵路車輛、礦山機(jī)械、電機(jī)軸承、通用機(jī)械用軸承鋼球。其中滾動(dòng)體材料必須具有的特性：接觸疲勞強(qiáng)度高；硬度高；純潔度高；耐磨性好；組織穩(wěn)定性好；機(jī)械加工性能好。因此滾動(dòng)體的材料要求有高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。常用的軸承材料，一般用強(qiáng)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(duì)材料要求如下：①有較高的彈性極限和疲勞強(qiáng)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(guò)熱處理能得到很高的硬度，而且硬度均勻，無(wú)軟點(diǎn)，在長(zhǎng)時(shí)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(shí)要求通過(guò)機(jī)械加工能夠得到很
