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    轧机轴承套圈盐浴贝氏体淬火涨形分析

    2018-12-15   来源:   点击数:15次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港权威报道:淬火工艺在高温盐浴炉中进行,短时保温以防止刃部脱碳和过热,一般用油淬+空冷,对细长件和薄片刃具采用分级淬火,一般用580~620℃一次分级或再在350~400℃作第二次分级。我公司采用的冷却方式为580~650℃、280~320℃的二次分级淬火。
      
      高速钢(W18Cr4V)淬火后的显微组织如图1所示,具有细晶粒组织,奥氏体晶界因淬火时有微量二次碳化物析出而易于浸蚀。淬火高速钢回火的目的是从马氏体中析出弥散碳化物,产生次生硬化效应,消除残留奥氏体和淬火内应力。淬火后的残留奥氏体合金度高,稳定性大,在回火加热过程中不易分解,在500~600℃保温时也仅从中析出合金碳化物,使残留奥氏体合金度有所降低,因而Ms点升高,在冷却到低温时,部分残留奥氏体发生马氏体转变,残留奥氏体含量由20%~25%减少到约10%左右。但还需进一步降低残留奥氏体含量,消除新产生的马氏体引起的内应力,高速钢一般需在560℃回火3次。
      
      中国钢管信息港权威报道:W18Cr4V钢回火时的硬度变化如图2所示,回火次数与残留奥氏体量和硬度的关系如图3所示,回火后的组织为回火马氏体+碳化物。
      
      1.等温淬火
      
      高碳铬轴承钢经等温淬火后组织为:下贝氏体+(少量马氏体)+未溶解碳化物+残留奥氏体(通常认定<3%)。严格意义上来讲,不存在百分之百的贝氏体转变。
      
      2.对比优点
      
      和一般(马氏体)淬火比较,高碳铬轴承钢采用等温淬火具有:
      
      (1)产品高的尺寸稳定性。
      
      (2)产品优良的力学性能,抗弯曲强度,冲击韧性,热应力低,变形小。
      
      (3)产品淬火后零件表面呈压应力,从而提高了轴承的使用寿命和可靠性,可使用于工作条件恶劣,受高冲击负荷的铁路,轧机,矿山,采煤,钻机等条件下工作。
      
      (4)产品马氏体及贝氏体对比产品马氏体组织强度高,但韧性低,畸变量大。
      
      3.毛坯材料
      
      采用等温淬火时,毛坯需经碳化物细化处理,通常选用正火和快速退火,要求退火组织为1~2级,GCr18Mo/GCr15/SKF退火硬度为179~217HBS。
      
      4.等温条件
      
      设备悬选择盐浴辊棒炉,型号为850mm×850mm×300mm。盐槽容量60t,盐槽配比50%KNO3+50%NaNO2,盐槽温度(230±5)℃,等温时间4~5h。
      
      5.径向尺寸规律
      
      壁厚与长大率之间的关系如表1所示,表2位典型实例。
      
      壁厚与长大率之间的关系如表1所示表2位典型实例.jpg
      
      以上产品通过权威机构化验,产品组织及硬度均符合GB/T1255—2014标准。
      
      6.涨大分析
      
      从表1、表2中可以看出GCr15钢轧机轴承套圈在经过BL等温淬火后尺寸沿直径方向涨大,20mm壁厚以内平均涨大率在3‰左右,随着产品壁厚的增加涨大率逐渐降低,只要把控好生产控制涨大是非常有规律性和稳定性的。涨大原因是贝氏体转变在等温过程中发生,零件的表面与心部几乎同时发生转变,在转变过程中由于大量奥氏体存在,奥氏体在像BL转变时的体积膨胀得以较顺利的进行,使的轴承零件BL淬火后整体尺寸涨大。
      
      7.结语
      
      目前国内许多轴承厂家还没有完全掌握轴承套圈的等温贝氏体涨大规律,导致车工给磨工加工留量时把握不准,增加磨削量,磨削次数,增加生产成本,甚至造成产品报废。精确把握产品的涨大规律对降低生产成本,提高生产效率有很大帮助。
      
      按照常规的工艺方法,经3次高温回火后,高速钢在组织和性能方面基本满足其服役条件。不难看出,高速钢经3次高温回火的主要目的是消除残留奥氏体及新产生马氏体引起的内应力。但3次高温回火的缺点也比较明显,耗能大,操作较繁杂,生产周期较长。
      
      中国钢管信息港权威报道:有研究表明,高速钢在油中从淬火温度冷却到50~120℃以后大约还有50%的残留奥氏体未转变。若这时再升温到600~630℃保温,从残留奥氏体中析出碳化物,使残留奥氏体中的碳及合金元素量减少,导致钢的Ms点升高150~170℃,工件再冷到室温时残留奥氏体就基本可以完全转变,所以一般只需一次回火。此外,由于残留奥氏体转变形成低碳非片状马氏体,使钢的强度和韧性都大幅提高,有利于提高工件使用性能。
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