轴承热处理直接关系着后续的加工质量,以致最终影响零件的使用性能及寿命,同时轴承热处理又是轴承制造中的能源消耗大户和污染大户。轴承的热处理装备直接影响轴承热处理质量,以及能源消耗和污染。近年来,随着科技的进步,热处理技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:
(1)清洁热处理热处理生产形成的废水、废气、废盐、废油及电磁等均会对环境造成污染。解决热处理的环境污染问题,实行清洁热处理(或称绿色环保热处理)是热处理技术发展的方向之一。这对于热处理的气氛、淬火油和清洗都提出了高要求。
(2)精密热处理精密热处理就是充分保证优化工艺的稳定性,实现产品质量分散度很小(或为零)、热处理畸变为零,减少磨削留量提高生产效率,节约材料。实现精密热处理必须有良好的炉温均匀性、控温准确性,以及淬火剂良好的冷却性和稳定性。实现轴承的精密热处理可以走整体淬火和感应淬火两条路。
(3)节能热处理选用新型的保温材料以提高热处理装备的能源利用率;优化热处理工艺,提高工艺产量,充分发挥设备的能力。现阶段各轴承厂家都在做这方面的试验,例如充分利用废热、余热,有些厂家已利用锻造余热进行轴承零件的球化退火;采用耗能低、周期短的工艺替代周期长、耗能大的工艺等;下贝氏体淬火工艺在一定程度上、一定范围内,用较短的贝氏体淬火工艺替代了周期长、耗能大的渗碳工艺。
(4)少无氧化热处理由采用保护气氛加热替代氧化气氛加热到精确控制碳势、氮势的可控气氛加热,热处理后零件的性能得到提高,热处理缺陷如氧化、脱碳和裂纹等大大减少,热处理后的精加工留量减少,提高了材料的利用率和机加工效率。真空加热气淬、真空或低压渗碳、渗氮、氮碳共渗及渗硼等可明显地改善工件质量,减少畸变,提高寿命。
热处理技术应用效果
(1)扩大了GCr15钢应用范围。
一般地GCr15钢M淬火时套圈有效壁厚在12mm以下,但BL淬火时由于硝盐冷却能力强,若采用搅拌、串动、加水等措施,套圈有效壁厚可扩大至28mm左右。
(2)硬度稳定、均匀性好
由于BL转变是一个缓慢过程,一般GCr15钢需4h,GCr18Mo钢需5h,套圈在硝盐中长时间等温,表面心部组织转变几乎同时进行,因此硬度稳定、均匀性好,一般GCr15钢BL淬火后硬度在59~61HRC,均匀性≤1HRC,不象淬火时套圈壁厚稍大一些就出现硬度低、软点、均匀性差等问题。
(3)减少淬火、磨削裂纹
在铁路、轧机轴承生产中,由于套圈尺寸大、重量重,油淬火时M组织脆性大,为使淬火后获得高硬度常采取强冷却措施,结果导致淬火微裂纹;而BL淬火时,由于BL组织比M组织韧性好得多,同时表面形成高达-400~-500MPa的压应力,极大地减小了淬火裂纹倾向;在磨加工时表面压应力抵消了部分磨削应力,使整体应力水平下降,大大减少了磨削裂纹。
(4)轴承使用寿命提高
对于承受大冲击载荷的铁路、轧机轴承等,经M淬火后使用时主要失效形式为:装配时内套开裂,使用过程中受冲击外圈挡边掉块、内圈碎裂,而等温淬火轴承由于冲击韧性好、表面压应力,无论装配时内套开裂,还是使用过程中外套挡边掉块、内套碎裂倾向性大大减小,且可降低滚子的边缘应力集中。因此,经等温淬火后比M淬火后平均寿命及可靠性提高。