滾動(dòng)軸承零件的熱處理(必學(xué))

1、.滾動(dòng)軸承零件的熱處理品種之多,至今已有6萬(wàn)多個(gè),結(jié)構(gòu)上一般為外套,內(nèi)套,滾動(dòng)體,保持架和潤(rùn)滑油等組成.滾動(dòng)軸承多數(shù)為高載荷(球軸承的接觸應(yīng)力達(dá)4900MPa,滾柱軸承接觸應(yīng)力達(dá)2940MPa)下運(yùn)行,在套圈和滾動(dòng)體接觸面上承受交應(yīng)力,高轉(zhuǎn)速(d/V值2.5X106mm.r/min).長(zhǎng)壽壽命條件下服役.其失效的主要形式是疲勞剝落,磨損,斷裂等.因此,要求滾動(dòng)軸承用鋼應(yīng)具有:高的硬度,高的搞疲勞性能,高的耐磨性,一定的韌性,良好的尺寸穩(wěn)定性和冷熱加工性能等.最終表面為使用壽命長(zhǎng)和高的可靠性.通常套圈和滾動(dòng)體均采用高碳鉻軸承鋼,長(zhǎng)期實(shí)踐證明,它是制造滾動(dòng)軸承的最佳鋼種,GCR15鋼占滾動(dòng)軸承用量

2、90%以上.在外套帶安裝擋邊和高沖擊載荷下,工作的滾動(dòng)軸承采用合金滲碳鋼,它主要含有鉻鎳鉬等元素.滲碳鋼在表面層深度范圍內(nèi)滲碳,形成表面硬化層,而中心部硬度低,形成表面高硬度而心部具有高的韌性,適用于承受沖擊載荷條件軸承,如軋機(jī)軸承等.鋼中非金屬夾雜,易形成早期疲勞剝落,所以高純度軸承鋼(真空感應(yīng)+真空自耗冶煉),制造高可靠性,長(zhǎng)壽命,高精度軸承,如航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承,高精度陀螺軸承和高精密(P2,P4級(jí))機(jī)床主軸軸承等.對(duì)于在化工,航空,原子能,食品,儀器,儀表等現(xiàn)代工業(yè)所用滾動(dòng)軸承還需具有耐腐蝕,耐低溫(-253度),耐高漸,搞輻射和防磁等特性.因此,滾動(dòng)軸承用材料種類較多,常用滾動(dòng)軸承鋼

3、與合金及應(yīng)用范圍見(jiàn)表4-1表4-1 常用滾動(dòng)軸承用鋼與合金及應(yīng)用范圍類別統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)牌號(hào)材料規(guī)格供應(yīng)狀態(tài)應(yīng)用范圍最高工作溫度采用標(biāo)準(zhǔn)高碳鉻軸承鋼B00040GCr4圓鋼,熱軋或鍛制,不退火它適用于套圈壁厚>14mm,用TSH表面淬火后可獲得最佳強(qiáng)韌化效果,表面硬度為60-64HRC,中心硬度為35-45HRC,晶粒細(xì)化,表面呈壓應(yīng)力應(yīng)用于承受沖擊載荷工況條件下的軸承,如鐵路軸承,大型轉(zhuǎn)盤軸承,軋機(jī)軸承等.軸承工作溫度<120GB/T18254-2000B00150GCr15圓鋼,管,鋼絲(盤元)帶熱軋,鍛制,退火,不退火,冷拉(銀亮)圓鋼,盤元均為退火材它適用于通常工作條件套圈和滾

4、動(dòng)體,在軸承生產(chǎn)中用量達(dá)95%以上,套圈壁厚<25mm,滾子直徑<32 mm,鋼球直徑<50 mm軸承工作溫度-60120 當(dāng)超過(guò)該溫度時(shí),需經(jīng)特殊熱處理(S0,S1,S2,S3,S4等)GB/T18254-2000GB/T18579-2001HGCr15圓鋼,管,鋼絲(盤元)帶熱軋,鍛制,退火,不退火,冷拉(銀亮)圓鋼,盤元均為退火材它適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承,陀螺儀表長(zhǎng)壽命,高可靠性軸承,采用VIM+VAR雙真空冶煉,鋼中氧含量<9X10-6軸承工作溫度-60120 當(dāng)超過(guò)該溫度時(shí),需經(jīng)特殊熱處理(S0,S1,S2,S3,S4等)YB/T4107-2000ZGCr1

5、5冷拉材貨車,客車軸承用滾子,采用電渣重熔冶煉軸承工作溫度-60120 當(dāng)超過(guò)該溫度時(shí),需經(jīng)特殊熱處理(S0,S1,S2,S3,S4等)YB/T4101-1998B01150B03150GCr15SiMnGCr15SiMo圓鋼,熱軋或鍛制,不退火它適用于大型軸承套圈和滾子, GCr15SiMn套圈壁厚>25mm,滾子直徑>32 mm, GCr15SiMo套圈壁厚>50mm,滾子直徑>55 mm<2m(套)軸承工作溫度-60120 當(dāng)超過(guò)該溫度時(shí),需經(jīng)特殊熱處理(S0,S1,S2,S3,S4等)GB/T18254-2000B02180GCr18Mo圓鋼,熱軋或鍛制,

6、不退火80-120mm它適用于制造準(zhǔn)高速鐵路客車軸軸箱軸承內(nèi)外套圈,采用電渣重熔鋼時(shí)速>120<200km/h-60150JB/T3010-2000滲碳軸承鋼A30202G20CrMoA圓鋼熱軋,鍛制,退火鋼板它用于制造叉車門架用滾輪,鏈輪軸承外圈,外球面軸承用緊定鏍釘,連桿支承用滾針和保持架組件,特殊用途沖壓保持架和沖壓滾針軸承外套等<100GB3203-1982GB/T3077-1999G20CrNi2MoA圓鋼80-130mm熱軋不退火它適用于制造鐵路貨車軸軸箱軸承內(nèi)外套圈,采用電渣重熔鋼時(shí)速>100 km/h-60100YB/T4100-1998G20Cr2Ni

7、4AG10CrNi3MoA圓鋼,軸承毛坯它適用于制造高沖擊載荷軸承,如軋機(jī)用四列圓柱,圓錐滾子軸承等<100GB3203-198216CrNi4MoA圓鋼熱軋不退火它適用于制造帶安裝法蘭擋邊特殊結(jié)構(gòu)軸承套圈,如航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承內(nèi)外套等.<100BTXE201-2005A20202A2620220Cr20CrMnTi圓鋼<60mm熱軋不退火它用于制造汽車萬(wàn)向節(jié)十字軸<100GB/T3077-1999U2115215Mn圓鋼它用于制造汽車萬(wàn)向節(jié)軸承外套<100GB/T699-1999U20082U201020810鋼板鋼帶它用于制造沖壓保持架,沖壓滾針外套<100

8、GB13237-1991GB/T3078-1994GB/T699-19994.4.2沖壓滾針套等零件的熱處理用08,10,15CrMo,20CrMo鋼制沖壓成HK型,BK型滾針套,墊圈,保持架和罩等.該類零件要求具有一定強(qiáng)度,較好耐磨性.因此對(duì)零件表面需進(jìn)行表面硬化,如碳氮共滲,滲碳和氮碳共滲等.4.4.2.1沖壓滾針套的C-N共滲熱處理1.沖壓滾針套碳氮共滲(或滲碳)直接淬火并回火后的表面硬度和心部硬度按表4-81的規(guī)定執(zhí)行.表4-81碳氮共滲(或滲碳)直接淬火并回火后的表面硬度和心部硬度產(chǎn)品類型鋼種硬度HV淬火回火表面硬度表面硬度心部硬度保持架碳素結(jié)構(gòu)鋼>71338065014038

9、0合金結(jié)構(gòu)鋼>713420620270350沖壓外圈碳素結(jié)構(gòu)鋼>766664856140450合金結(jié)構(gòu)鋼>766664856270450注:如用戶對(duì)心部硬度無(wú)要求,生產(chǎn)廠家可不檢查心部硬度.如用戶對(duì)硬化層深度未提出要求,可按表4-82碳氮共滲(或滲碳)總硬化層深度執(zhí)行.2.硬化層深度,保持架和沖壓外圈的硬化層深度應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣的規(guī)定表4-82 碳氮共滲(或滲碳)總硬化層深度產(chǎn)品類型最小壁厚/mm總硬化層深度/mm碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼保持架<0.50.020.070.050.120.51.00.020.150.070.15>1.00.020.150.080.20沖壓外圈<0.50.100.180.51.00.150.25>1.00.180.30保持架的硬化層深度應(yīng)以總硬化層深度為準(zhǔn)(總硬化層深度:從零件表面垂直測(cè)量到與金屬基體組織間的顯微硬度或顯微組織沒(méi)有明顯變化的那一層為硬化層距離)沖壓外圈的硬化層深度以有效硬化層深度為準(zhǔn)(有效硬化層深度:應(yīng)從表面垂直測(cè)量到550HV處為準(zhǔn))3.顯微組織,滾動(dòng)軸承零件碳氮共滲后的顯微組織應(yīng)為含氮馬氏體,碳氮化合物及殘留奧氏體,按JB/T7363標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別圖評(píng)定(圖1,圖2為合格,不允許有圖3的1級(jí),2級(jí)黑色組織存在).滲碳后的顯微組織應(yīng)為