GCr15軸承鋼球化退火方法綜述

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第l2卷第2遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào)voL12N。．21992年12月JOURNALOFLIAONINGINSTITUTEOFTECHNOLOGYD．1g92《一40一GCrl5軸承鋼球化退火方法綜述孫振國(guó){(材料工程系)●摘要軸承鋼材的質(zhì)量直接影響著軸承的使用壽命。而軸承鋼材的質(zhì)量關(guān)鍵詞Gcr15；堡華堡叁；苧塾；快速球化處理孽協(xié)1i分類號(hào)TG拗承銅軸承是各類技術(shù)裝備中應(yīng)用最廣泛的重要零件之一，它的質(zhì)量往往直接影響主機(jī)的性能所以長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直對(duì)軸承產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命予以足夠的重視。并且

2、認(rèn)識(shí)到，軸承鋼材的質(zhì)量是影響軸承壽命主要的因素之一。眾所周知，非金屬夾雜物(特別是氧化物的分布、形態(tài)、大小等直接影響著軸承的使用壽命。因此，近年來(lái)各國(guó)先后采用了各種爐外精煉及真空脫氣技術(shù)，降低了鋼中的氣體含量，也使氧化物的級(jí)別得到改善，使得軸承壽命顯著提高。然而，影響軸承使用壽命的因素并不僅僅在于此，也與冶煉的后步工序一軋制及球化處理的質(zhì)量密切相關(guān)長(zhǎng)期以來(lái)，用于球化退火的原始組織基本上是基于軋后空冷的片層狀珠光體(或加二次碳化物)，由于預(yù)組織不甚理想，不僅球化時(shí)間長(zhǎng)，也使球化退火后常常出現(xiàn)球化率不高，碳化物粗大，圓整度不好，顆

3、粒分布與尺寸不均勻等缺陷。這不但浪費(fèi)了能源，也給切削加工帶來(lái)了困難，更主要的是不能為最終熱處理一淬火加低溫回火提供良好的預(yù)組織．從而使淬火變形增大，也使淬裂傾向增大，最終導(dǎo)致軸承的使用壽命降低另外，由于對(duì)粗片狀的珠光體進(jìn)行球化，其周期長(zhǎng)，生產(chǎn)率低，浪費(fèi)能源，也●使鋼材表面氧化脫碳嚴(yán)重。鑒于上述情況，多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的專家、學(xué)者在球化退火前的組織及球化退火工藝方面進(jìn)行了廣泛的研究。，為了有助于采用、推廣、開拓這些新的工藝，本文就軸承鋼球化退火方面的研究做一綜述。1傳統(tǒng)球化處理方法軸承鋼、工具鋼類的高碳鋼往往進(jìn)行碳化物的球化處理，這

4、種球化處理有降低硬度奉稿1992年8月2日收到．孫振國(guó)一男，1957年生，講師，碩士學(xué)位。維普資訊http://www.cqvip.com1992年(總第40期)孫振國(guó)；GCr15軸承鋼率化退火方法綜述37使之容易加工，為最終熱處理提供優(yōu)良組織等效果，是一種重要的熱處理方法?？v觀以前的研究。：，大體可歸納為以下四種。(1)在A以下的溫度進(jìn)行適當(dāng)時(shí)間的加熱保溫后冷卻。(2)在A以上、A以下適當(dāng)?shù)臏囟燃訜岷缶徛鋮s到4以下的溫度，轉(zhuǎn)變結(jié)束后空冷。(3)在A點(diǎn)附近上下的溫度反復(fù)地加熱冷卻。(4)在A點(diǎn)以上溫度加熱，使碳化物完全溶解后

5、急冷以阻礙網(wǎng)狀碳化物的析出．然‘后再次加熱，用(1)或(2)的方法進(jìn)行球化。這些方法如圖1所示。用(1)的方法處理時(shí)-發(fā)生的不同現(xiàn)象由原始組織所決定，在片層狀珠光體類型的組織中，片狀碳化物被分?jǐn)喽蚧?；而／＼■?·馬氏體類型的淬火組織則是在基體上析出粒狀碳化物，成長(zhǎng)為球狀碳化物。用(2)的方法處理時(shí)，是在奧氏體分解為鐵素體及碳化物發(fā)生共析轉(zhuǎn)變之際使碳化物以粒狀形態(tài)析出。從某種意義上來(lái)說(shuō)-／、、、／＼／釜方法(3)是在方法(2)的基礎(chǔ)上的革新，因此具有加速球化之功效。方法(4)是對(duì)過(guò)共析鋼含有網(wǎng)狀碳化物時(shí)進(jìn)行的一種先破網(wǎng)后球化

6、的方法。圈l各種率化退火方法簡(jiǎn)舀2快速球化工藝的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各國(guó)對(duì)軸承鋼的數(shù)量、質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的軋后空冷再球化的工藝方法難以滿足當(dāng)今高速大批量生產(chǎn)的要求以及服役條件。因此，研究提高球化質(zhì)量，加速球化過(guò)程的球化處理新工藝已成為各國(guó)金屬材料工作者的眾矢之地?？焖偾蚧に嚮旧鲜腔趦煞N原理而實(shí)現(xiàn)的。其一，是通過(guò)在各種溫度下的形變來(lái)增加鋼中的缺陷，從而使碳化物的溶斷、析出、長(zhǎng)大來(lái)得容易，也可以采用其它手段在奧氏體內(nèi)●產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力來(lái)增加晶體內(nèi)的缺陷(位錯(cuò))，或使奧氏體按特殊分解機(jī)制直接分解出粒狀碳化物，從而達(dá)

7、到加速球化的目的；其二是通過(guò)增大球化預(yù)組織的碳化物彌散度，縮短碳原子的擴(kuò)散路徑來(lái)達(dá)到加速球化目的的。自從1975年Sherby“發(fā)現(xiàn)含碳大于1_0的鋼在+Fec兩相區(qū)也有好的熱加工性，并且通過(guò)各種形變熱處理可使之更易于加工以后，各國(guó)軸承鋼行業(yè)都在大力研究通過(guò)在不同溫度的變形來(lái)提高球化速度和質(zhì)量，并可望大幅度地提高軸承鋼的壽命7O年代末，還研究了包括通過(guò)超聲波振動(dòng)來(lái)加速球化過(guò)程在內(nèi)的各種快速球化方法。但從目前快速球化的發(fā)展趨勢(shì)上看，還是逐漸由過(guò)去的從工藝本身入手的單一型向從軋制與球化結(jié)合(或變形與球化結(jié)合)的復(fù)合型方向發(fā)展。2．

8、1單相區(qū)控軋快速球化處理此種方法是將鋼材加熱到穩(wěn)定的奧氏體單相區(qū)進(jìn)行控軋，并利用軋制余熱進(jìn)行預(yù)處理，而后再進(jìn)行球化處理它是利用方法(3)預(yù)處理后所獲得的非平衡組織的高度彌散而加速球化的。在非平衡組織索氏體、屈氏體中，由于碳化物的彌散度大，因此縮短了球化過(guò)程中碳原子的擴(kuò)散路徑，