【FAG軸承專家】軸承鋼熱處理應注意的幾個問題

  濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產滾動軸承和直線運動產品的領導企業---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專營舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應經濟發展需要而誕生的專業化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術支持，在機械行業技術方面有著非常豐富的經驗，今天濟南鴻慷機電進口軸承專家為大家介紹一下軸承鋼熱處理應注意的幾個問題。

  1. 硬度

  退火硬度：熱處理前要檢驗退火狀態零件的硬度及組織。GCr15：179-207HB(88-94HRB)，其他為179-217HB(88-97HRB)若硬度不合格（過高、過低或不均勻），都要認真分析原因，可能對淬火產生影響（如：硬度不夠，脫碳，過熱，橢圓大等）。

  淬回火硬度：壁厚不大于12mm時，淬火后≥63HRC，回火后60-65HRC；可能會遇到客戶提出特殊的硬度要求，如61-64HRC等，但回火后硬度公差范圍要大小于3HRC；正常淬火時，硬度值主要取決于回火溫度。

  硬度均勻性：標準規定，同一零件硬度均勻性一般為1HRC；外徑大于200mm，不大于400mm時為2HRC；大于400mm時為3HRC.

  硬度不合格的表現：硬度高：淬火溫度高或加熱時間長，冷速過快，碳勢高（有增碳）

  硬度低：淬火溫度低或加熱時間短，冷速慢，碳勢低（有脫碳），材料脫碳

  硬度不均勻：淬火溫度低或加熱時間短，冷速慢，材料脫碳，棍棒陰影

  2. 金相組織

  馬氏體：正常情況下，GCr15的淬火溫度為840 ℃左右，一般不超過850 ℃.GCr15SiMn的淬火溫度為820 ℃左右，一般不超過835 ℃.過高或過低的溫度會造成馬氏體的過熱或欠熱。

  標準規定馬氏體1—5級合格（微型零件1—3級）。加嚴為1—4級對于壁厚小（一般6-7mm以下）的產品可以1—3級。馬氏體粗細主要與加熱溫度和加熱時間有關。

  貝氏體：貝氏體等溫淬火一般使用的材料為GCr15 和GCr18Mo，GCr15鋼加工的零件有效厚度多是控制在30mm內，GCr18Mo可以擴展到65mm

  加熱溫度：不論是GCr15還是GCr18Mo，溫度多865℃~890℃

  等溫溫度：不論是GCr15還是GCr18Mo，其Ms點一般為225℃，等溫溫度常用235-245 ℃。

  保溫時間：一般不應小于4小時按JB/T1255標準評定1-3級合格,貝氏體主要與加熱溫度和加熱時間，等溫溫度及時間有關

  屈氏體：屈氏體是在加熱或淬火時產生的非馬氏體或貝氏體組織，不希望它存在。標準中規定有效壁厚不大于12mm ，心部不大于1—2級；大于12mm時，表面3mm外心部不控制 ，表面3mm內允許少量屈氏體屈氏體的產生主要是冷卻不良或加熱不足產生，主要是冷卻不良的原因：油淬火一般心部不出現屈氏體有效壁厚為8mm左右，鹽淬火一般心部不出現屈氏體有效壁厚為15mm左右，加強介質流動、提高淬火溫度、增加零件間或零件與工裝的間隙、鹽中加水等都能減少屈氏體的產生，有時能發現表面有屈氏體，而心部沒有，一般是介質中含水量太多造成的

  殘余奧氏體：殘余奧氏體是馬氏體轉變不完全性造成的，適量的殘余奧氏體對零件的壽命有利。

  一般淬回火有7—10％

  深冷處理后會有4％左右

  冷水處理后5—8％

  特殊要求時可以達到15—30％

  一般有減少奧氏體要求的，要增加冷水處理（線上裝冷凍機），溫度越低，殘奧就越少

  減少在淬火介質中的停留時間，也會減少殘奧。殘余奧氏體要求低于5％以下的，要采用深冷處理（-70 ℃ — -90 ℃）

  3. 脫碳

  新標準中把脫碳和貧碳統稱為脫碳，按照標準軸承零件允許有一定的脫碳，但許多工廠已經開始要求零脫碳,檢驗脫碳可以采用硬度法或金相法，工廠一般常用金相法,一般來說設備廠是保證0.03mm,大的零件0.06mm以內. 零件脫碳一般是氣氛原因造成的，如爐體漏氣，爐壓低，碳勢低，氣體中含氧氣多，甲醇中含水高等。有時可能是原材料脫碳的遺留，只要觀察不同面就可以判定.

  4. 變形

  軸承套圈的變形形態一般有橢圓、翹曲、錐度及尺寸漲縮。橢圓是工廠最關注的，造成淬火變形的原因很多.淬火時,從原材料/退火/車加工/熱處理設備/工裝/模具/裝料方法/工藝/爐溫均勻性/油槽/淬火介質/零件形狀等等因素都會對變形產生影響。對于變形超差產品，不建議進行整形；變形很大時,需要進行整形；對尺寸穩定性要求高的產品，不允許進行整形，直接報廢處理。淬火介質溫度越高，橢圓變形越小，但冷卻能力會降低。

  一般情況下高碳鉻軸承鋼套圈采用回火后整形

  滲碳軸承套圈用模具整形

  均不允許砸形

  回火后的整形步驟：內撐——帶頂回火——卸頂——回火——檢驗，決不能減少步驟。

  整形不正確會出現磨削變形或成品變形。不考慮其他因素，熱處理設備（輥底爐)方面目前能夠滿足橢圓的要求（對于2，3，4類，不含冷擠壓套圈）

  外徑不大于50mm的套圈，90％數量可以達到規定值的50％

  外徑50--120mm的套圈，90％數量可以達到規定值的70％

  外徑120--200mm的套圈，90％數量可以達到規定值的80％

  要注意考慮個別產品（3％）異常的因素。也可以使用GB2828抽檢及判定方案，一般按GB2828標準抽樣判定，其中檢驗水平為Ⅱ，AQL 值為4.0尺寸漲縮。

  正常的尺寸漲縮是熱處理的正常規律，若沒有外力約束，油淬火外徑漲大0.8—1.2 ‰，鹽淬火外徑漲大1.0—1.5 ‰.壁厚越大漲大量越大，應取上限。壁厚很薄時，漲大量很小，甚至不漲或縮小，要注意調整車削留量。

  5. 零件外觀

  影響零件的外觀因素很多，如氣氛均勻性、氣氛純度、爐壓、碳勢、爐體結構、爐體密閉性、清洗液、淬火介質等等，一般油淬火后工件是銀灰色，鹽淬火后是藍褐色。

外觀不好一般表現有：花臉，花斑，生銹，顏色不正等

  6. 關于SEP1520

  SEP1520是德國的標準，目前在歐洲大多使用該標準，用于評價碳化物的組織，只有標準圖片及檢驗方法，無判定界限：一般情況2、3、4、5與退火有關，基本與淬火無關

  1類 鐵素體含量（Amount of Ferrite FA) 1.0—1.9 100X

  2類 碳化物尺寸（Size of Carbide CG) 2.0—2.5 1000X

  3類 珠光體含量（Amount of Perlite PA) 3.0—3.9 1000X

  4類 網狀碳化物 (Carbide Network CN) 4.0—4.9 1000X

  5類 網狀碳化物 (Carbide Network CN) 5.0—5.9 200X(淬火后）

  6類 帶狀碳化物(Carbide Streaks ZN Closed form) 6.0—6.9 100X（液析）

  7類 帶狀碳化物(Carbide Streaks ZN Looser form) 7.0—7.9 100X（帶狀）

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——責任編輯：濟南鴻慷機電設備公司01銷售顧問

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