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轴承钢球淬火工艺

来源:baiyundou.net   日期:2024-07-25

滚动轴承是机械工业重大基础标准件之一;

滚动轴承由轴承厂专业大批生产,使用者只需根据具体工作条件合理选用轴承的类型和尺寸,验算轴承的承载能力,以及进行轴承的组合结构设计(轴承的定位、装拆、调整、润滑、密封等问题)。

滚动轴承依靠元件间的滚动接触来承受载荷,

与滑动轴承相比:滚动轴承具有摩擦阻力小、效率高、起动容易、安装与维护简便等优点。

缺点是耐冲击性能较差、高速重载时寿命低、噪声和振动较大。

滚动轴承的基本结构:内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4等四部分组成。

常用的滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、

轴承的内、外圈和滚动体,一般是用轴承钢(如GCr15、GCr15SiMn)制造,热处理后硬度应达到61~65HRC。

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保持架有冲压的和实体的两种结构。冲压保持架一般用低碳钢板冲压制成,它与滚动体间有较大间隙,工作时噪声大;实体保持架常用铜合金、铝合金或酚醛树脂等高分子材料制成,有较好的隔离和定心作用。

当滚动体是圆柱或滚针时,有时为了减小轴承的径向尺寸,可省去内圈、外圈或保持架,这时的轴颈或轴承座要起到内圈或外圈的作用。为满足使用中的某些需要,有些轴承附加有特殊结构或元件,如外圈带止动环、附加防尘盖等。

滚动轴承刚的工作条件极为复杂,承受着各类高的交变应力。以单列向心滚动轴承为例简单分析。

在每一瞬间,只有位于轴承水平面直径以下的那几个滚珠在承受载荷,而且作用在这些滚珠的载荷分布也不均匀。一般认为作用在滚珠上的力F的分布遵守余弦定理,即F=Qcosθ。因此,直接位于Q力下方的滚珠承受最大的载荷,当轴承高速运转的时候,滚珠和套圈滚道表面各点都交替的承受载荷。力的变化由零增加到最大,再由最大减小到零,周而往复得增大和减小。因此,滚动轴承的内外套圈及滚动体都是在交变的接触应力下工作的,轴承零件的运转滚动体和套圈滚道在理论上呈点(滚珠)或线(滚柱)接触,但实际上再承受载荷时,由于金属的弹性变形,常使应力集中在一个极小的面上,最大接触应力可达3000—5000Mpa。在运转过程中,滚珠除受到外加载荷外,还受到由于离心力所引起的载荷,这个载荷随轴承转速的提高而增加。滚动体与套圈及保持架之间还有相对滑动,产生相对摩擦。滚动体和套圈的工作面还受到含有水分或杂质的润滑油的化学侵蚀。此外,在各种车辆、轧钢机、采掘机械和各种机械上的轴承,工作时轴承零件还承受着复杂的扭力或冲击载荷和振动作用:在某些情况下,轴承零件还承受着高温低温和高腐蚀介质的影响。

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(运转世界大国龙腾 龙出东方 腾达天下 龙腾三类调心滚子轴承 刘兴邦C E MB MA)

轴承钢球淬火开裂与锻造及热处理

分析认为,轴承钢球淬火开裂与锻造及热处理工艺密切相关。锻造加热时间或温度控制不当,造成钢球过热或过烧,故晶粒粗大,工件韧性下降。另一方面,西120mm钢球中心部位锻造变形小,冷却速度也较小,因而该部位再结晶晶粒粗大,造成钢球裂纹断裂最易先在中部发生。

从热处理工艺分析,由于进行锻后余热淬火,FAG轴承钢球未进行球化退火处理,故晶粒粗大,并存在带状组织;同时,淬火马氏体中碳含量很高,锻后淬火中入水温度偏高,使钢球淬火应力增大。分析认为,西120mm钢球采用水冷淬火,温度分布很不均匀,形成很高的组织应力,其表面呈压应力状态.内部为拉应力,内部拉应力是造成工件断裂的主要原因。此外,轴承钢球水淬冷却能力强,且工件内层状组织粗大,接近心部处存在较硬的组织,使工件心部韧性差,存在裂纹开裂隐患。工件生产中淬火后未及时回火,淬火后应力很高而没有得到消除和释放,从而导致钢球开裂损坏。

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综上分析,提出高碳马氏体钢球防止开裂工艺改进措施如下:

(1)锻造。加大锻造比,严格锻造工艺控制,防止锻后心部组织粗大。

(2)淬火前增加球化退火,细化组织,使工件淬火后呈细针状(细片状.) 马氏体,防止淬火后产生粗大组织。

(3)降低轴承钢球淬火入水温度,提高出水温度,可使工件淬火应力明显减小和缓和。 (

(4)淬火后及时回火,消除淬火应力,稳定组织,进一步去除工件产生开 裂的隐患。

采用上述工艺改进后,FAG轴承钢球淬火开裂失效现象消除,工件热处理后质量优 良,生产运行良好。

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