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    軋機軸承套圈鹽浴貝氏體淬火漲形分析

    2018-12-15   來源:   點擊數:15次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港權威報道:淬火工藝在高溫鹽浴爐中進行,短時保溫以防止刃部脫碳和過熱,一般用油淬+空冷,對細長件和薄片刃具采用分級淬火,一般用580~620℃一次分級或再在350~400℃作第二次分級。我公司采用的冷卻方式為580~650℃、280~320℃的二次分級淬火。
      
      高速鋼(W18Cr4V)淬火后的顯微組織如圖1所示,具有細晶粒組織,奧氏體晶界因淬火時有微量二次碳化物析出而易于浸蝕。淬火高速鋼回火的目的是從馬氏體中析出彌散碳化物,產生次生硬化效應,消除殘留奧氏體和淬火內應力。淬火后的殘留奧氏體合金度高,穩定性大,在回火加熱過程中不易分解,在500~600℃保溫時也僅從中析出合金碳化物,使殘留奧氏體合金度有所降低,因而Ms點升高,在冷卻到低溫時,部分殘留奧氏體發生馬氏體轉變,殘留奧氏體含量由20%~25%減少到約10%左右。但還需進一步降低殘留奧氏體含量,消除新產生的馬氏體引起的內應力,高速鋼一般需在560℃回火3次。
      
      中國鋼管信息港權威報道:W18Cr4V鋼回火時的硬度變化如圖2所示,回火次數與殘留奧氏體量和硬度的關系如圖3所示,回火后的組織為回火馬氏體+碳化物。
      
      1.等溫淬火
      
      高碳鉻軸承鋼經等溫淬火后組織為:下貝氏體+(少量馬氏體)+未溶解碳化物+殘留奧氏體(通常認定<3%)。嚴格意義上來講,不存在百分之百的貝氏體轉變。
      
      2.對比優點
      
      和一般(馬氏體)淬火比較,高碳鉻軸承鋼采用等溫淬火具有:
      
      (1)產品高的尺寸穩定性。
      
      (2)產品優良的力學性能,抗彎曲強度,沖擊韌性,熱應力低,變形小。
      
      (3)產品淬火后零件表面呈壓應力,從而提高了軸承的使用壽命和可靠性,可使用于工作條件惡劣,受高沖擊負荷的鐵路,軋機,礦山,采煤,鉆機等條件下工作。
      
      (4)產品馬氏體及貝氏體對比產品馬氏體組織強度高,但韌性低,畸變量大。
      
      3.毛坯材料
      
      采用等溫淬火時,毛坯需經碳化物細化處理,通常選用正火和快速退火,要求退火組織為1~2級,GCr18Mo/GCr15/SKF退火硬度為179~217HBS。
      
      4.等溫條件
      
      設備懸選擇鹽浴輥棒爐,型號為850mm×850mm×300mm。鹽槽容量60t,鹽槽配比50%KNO3+50%NaNO2,鹽槽溫度(230±5)℃,等溫時間4~5h。
      
      5.徑向尺寸規律
      
      壁厚與長大率之間的關系如表1所示,表2位典型實例。
      
      壁厚與長大率之間的關系如表1所示表2位典型實例.jpg
      
      以上產品通過權威機構化驗,產品組織及硬度均符合GB/T1255—2014標準。
      
      6.漲大分析
      
      從表1、表2中可以看出GCr15鋼軋機軸承套圈在經過BL等溫淬火后尺寸沿直徑方向漲大,20mm壁厚以內平均漲大率在3‰左右,隨著產品壁厚的增加漲大率逐漸降低,只要把控好生產控制漲大是非常有規律性和穩定性的。漲大原因是貝氏體轉變在等溫過程中發生,零件的表面與心部幾乎同時發生轉變,在轉變過程中由于大量奧氏體存在,奧氏體在像BL轉變時的體積膨脹得以較順利的進行,使的軸承零件BL淬火后整體尺寸漲大。
      
      7.結語
      
      目前國內許多軸承廠家還沒有完全掌握軸承套圈的等溫貝氏體漲大規律,導致車工給磨工加工留量時把握不準,增加磨削量,磨削次數,增加生產成本,甚至造成產品報廢。精確把握產品的漲大規律對降低生產成本,提高生產效率有很大幫助。
      
      按照常規的工藝方法,經3次高溫回火后,高速鋼在組織和性能方面基本滿足其服役條件。不難看出,高速鋼經3次高溫回火的主要目的是消除殘留奧氏體及新產生馬氏體引起的內應力。但3次高溫回火的缺點也比較明顯,耗能大,操作較繁雜,生產周期較長。
      
      中國鋼管信息港權威報道:有研究表明,高速鋼在油中從淬火溫度冷卻到50~120℃以后大約還有50%的殘留奧氏體未轉變。若這時再升溫到600~630℃保溫,從殘留奧氏體中析出碳化物,使殘留奧氏體中的碳及合金元素量減少,導致鋼的Ms點升高150~170℃,工件再冷到室溫時殘留奧氏體就基本可以完全轉變,所以一般只需一次回火。此外,由于殘留奧氏體轉變形成低碳非片狀馬氏體,使鋼的強度和韌性都大幅提高,有利于提高工件使用性能。
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