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轴承热处理的发展

 

热处理发展历程 

  (1)清洁热处理

  热处理生产形成的废水、废气、废盐、粉尘、噪声及电磁辐射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)是发达国家热处理技术发展的方向之一。为减少SO2、CO、CO2、粉尘及煤渣的排放,已基本杜绝使用煤作燃料,重油的使用量也越来越少,改用轻油的居多,天然气仍然是最理想的燃料。

  燃烧炉的废热利用已达到很高的程度,燃烧器结构的优化和空—燃比的严格控制保证了合理燃烧的前提下,使NOX和CO降低到最低限度;使用气体渗碳、碳氮共渗及真空热处理技术替代盐浴处理以减少废盐及含CN-有毒物对水源的污染;采用水溶性合成淬火油代替部分淬火油,采用生物可降解植物油代替部分矿物油以减少油污染。

  (2)精密热处理

  精密热处理有两方面的含义:一方面是根据零件的使用要求、材料、结构尺寸,利用物理冶金知识及先进的计算机模拟和检测技术,优化工艺参数,达到所需的性能或最大限度地发挥材料的潜力;另一方面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)及热处理畸变为零。

  (3)节能热处理

  科学的生产和能源管理是能源有效利用的最有潜力的因素,建立专业热处理厂以保证满负荷生产、充分发挥设备能力是科学管理的选择。在热处理能源结构方面,优先选择一次能源;充分利用废热、余热;采用耗能低、周期短的工艺代替周期长、耗能大的工艺等。

 (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,热处理缺陷如脱碳、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改善质量、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。

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