汽车零件热处理技术及轴承制造

2023-08-18 理论教育版权反馈

【摘要】：图7-1 主轴承的形式图7-2 渗碳钢轴承套圈的锻造成形示意图a)外圈 b)内圈 c)中隔圈 d)密封座根据具体的加工工艺也可执行下面的工艺路线:备料→锻造→球化退火→机械加工→热处理→冰冷处理→低温回火→磨削加工→成品。轴承零件的预备热处理该热处理包括球化退火、去应力退火等，获得的组织对轴承的最终热处理有一定的影响。

从轴承的工作环境和承受载荷的特点分析，轴承的四部分具有各自的作用，其各部分的材料和技术要求也有很大的差别，因此机械加工的流程不尽相同，下面分别加以介绍。

（1)轴承的加工工艺流程根据部件的不同，其工艺流程存在差异，这里以套圈与滚动体为例，讲解工艺流程。

1)套圈的加工路线:热轧未退火棒料→锻压毛坯（渗碳钢如图7-2所示)→正火→球化退火→车削加工→热处理→粗磨→细磨→精研工作表面→成品。热轧退火棒料则直接进行车削加工。

图7-1 主轴承的形式

图7-2 渗碳钢轴承套圈的锻造成形示意图

a)外圈 b)内圈 c)中隔圈 d)密封座

根据具体的加工工艺也可执行下面的工艺路线:备料→锻造→球化退火→机械加工→热处理→冰冷处理→低温回火→磨削加工→成品。

2)滚动体的加工路线。

冷冲及热冲钢球:钢丝或冷拉条钢→冷冲或半热冲→光球加工→热处理→粗磨→强化处理→精磨→精研→成品。

热冲及模锻钢球:未退火条钢→热冲或下料→热锻→球化退火→光球加工（锉削-软磨)→热处理→粗磨→强化处理→精磨→精研→成品。

滚珠或滚针:冷拉钢或条钢→冷冲、冷轧或车削→热处理→粗磨→精磨→成品。

少数滚动体生产厂家采用备料→热轧热压（或车削、冷镦)→球化退火（或再结晶退火)→机械加工→热处理→机械加工→喷砂→抛光的工艺路线，实践证明效果不错。

（2)轴承零件的预备热处理该热处理包括球化退火、去应力退火等，获得的组织对轴承的最终热处理有一定的影响。

1)球化退火为预备热处理，锻造后的组织为片状珠光体，硬度为255～340HBW，难于进行机械加工，球化退火后组织变为均匀分布的细粒状珠光体，既降低了硬度，又具有良好的机械加工性，同时为最终的热处理做好组织准备。试验表明原始珠光体为球状时，才能具有高的强度和良好的韧性，淬火后可获得高的基体硬度和疲劳强度，耐磨性得到提高，明显提高了使用寿命，球化退火又分为普通球化退火、等温球化退火和快速球化退火等，可根据零件的尺寸、结构和技术要求等合理选择，退火通常在箱式炉、井式炉或台车式炉中进行，对于大批量产品则推荐在推杆炉或大型专用退火炉中完成退火工序。资料介绍，球状珠光体有三大优点:加热的温度范围宽，淬火变形和开裂几率减少，残留奥氏体的量减少。要求退火后的硬度为197～241HBW，球化级别为1～3级，表面的脱碳层厚度应小于加工量的2/3。

2)轴承零件的去应力退火工艺为550～650℃×3～5h炉冷；而再结晶退火用于消除冷轧、冷拔和冷冲后在零件中产生的冷作硬化，得到正常的晶粒。对于GCr15钢工艺为670～720℃×2～8h，而GCr15SiMn钢的工艺为650～670℃×2～8h。

（3)套圈的退火工艺套圈的退火工艺有两种（图7-3)，一种为一般球化退火，通常因其退火时间长，影响生产率而较少采用；另一类是普通的等温球化退火，具有时间短、球化效果好的特点，套圈通常采用该类退火工艺。

（4)滚动体的退火规范对于热轧、热压成形的滚动体，组织为细片状的珠光体，应注意其加工余量小，锻造后应密封进行退火，以防氧化或脱碳，一般温度比套筒的加热温度低，多为780～790℃。对于低温热轧、热压或冷镦成形的滚动体，只进行再结晶退火，温度为680～700℃，保温4～6h，来消除加工硬化和去除应力，以利于机械加工。

（5)轴承钢常见退火缺陷和措施（表7-6)。

图7-3 GCr15钢球化退火工艺规范

a)一般球化退火工艺 b)等温球化退火工艺

表7-6轴承钢常见退火缺陷和措施

（续)

（6)轴承零件的正火处理为了消除和改善轴承钢中的网状碳化物，细化和均匀化组织，改善退火组织中的粗大碳化物，应对其进行正火处理。具体工艺的制订应依据锻件的具体情况和技术要求进行，正火工艺的关键在于选择加热温度与冷却方法，冷却速度与冷却方法十分重要，如选择不当，不但不能消除网状碳化物、改善组织，反而会再次出现网状碳化物或其他缺陷。铬轴承钢锻件的正火工艺规范见表7-7。

表7-7铬轴承钢锻件的正火工艺规范

（7)铬轴承钢锻件常见正火缺陷和措施（表7-8)

表7-8铬轴承钢锻件常见正火缺陷和措施

（8)轴承钢的双细化处理有资料介绍了轴承钢的碳化物细化和晶粒细化，即所谓双细化处理工艺。其具有三个优点:比原始组织晶粒细化1.5～2.0级，碳化物尺寸小于0.6μm；提高钢的冲击韧度、抗弯强度和疲劳寿命，碳化物的均匀性得到提高；热处理后获得均匀的马氏体组织，提高了整体的硬化均匀性。主要工艺为:锻造余热淬火后进行高温回火或等温快速退火，前一种获得均匀分布的点状P＋细粒状P，硬度为207～220HBW，后一种获得均匀分布的细小粒状P＋点状P，硬度为187～207HBW；亚温锻造后快速退火是一种细化晶粒的工艺，用于大批量生产；毛坯温挤后高温回火或快速退火。

汽车零件热处理技术及轴承制造

相关推荐