滚动轴承钢及其热处理学习教案

1、会计学1滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)钢及其热钢及其热处理处理第一页，共27页。第1页/共26页第二页，共27页。第2页/共26页第三页，共27页。降低硬度，改善组织，便于切削加工。降低硬度，改善组织，便于切削加工。第3页/共26页第四页，共27页。第4页/共26页第五页，共27页。第5页/共26页第六页，共27页。第6页/共26页第七页，共27页。第7页/共26页第八页，共27页。 2、回火、回火 回火是将淬火后的钢重新加热到回火是将淬火后的钢重新加热到A1以下的某一以下的某一温度，保温一定时间后，在油或空气中冷却的一种温度，保温一定时间后，在油或空气中冷却的一种热处理热处理(

2、chl)工艺。工艺。 (1)低温回火（低温回火（150250）。低温回火的组织）。低温回火的组织为回火马氏体，为回火马氏体，能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨性。用能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨性。用于工具、模具、轴承、于工具、模具、轴承、渗碳件及经表面淬火的工件。渗碳件及经表面淬火的工件。 (2)中温回火（中温回火（350500） 中温回火的组织为回火索氏体，具有较高弹性和中温回火的组织为回火索氏体，具有较高弹性和一定韧性，主要用于弹簧的处理一定韧性，主要用于弹簧的处理(chl)。 (3)高温回火（高温回火（500650） 高温回火组织为回火索氏体，具有良好的综合力高温回火组织为

3、回火索氏体，具有良好的综合力学性能。习惯上将淬火加高温回火相结合的热理处学性能。习惯上将淬火加高温回火相结合的热理处称作调质处理称作调质处理(chl)，简称，简称“调质调质”。调质广泛用于。调质广泛用于处理处理(chl)重要的结构零件，如轴、齿轮等。重要的结构零件，如轴、齿轮等。第8页/共26页第九页，共27页。滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)钢及其热处理钢及其热处理第9页/共26页第十页，共27页。一、轴承一、轴承(zhuchng)分类分类滑动轴承滑动轴承(hu dn zhu chn)滚动轴承滚动轴承在滑动摩擦下工作的轴承在滑动摩擦下工作的轴承(zhuchng)在滚动摩擦下工作的

4、轴承在滚动摩擦下工作的轴承(zhuchng)第10页/共26页第十一页，共27页。滑动轴承滑动轴承(hu dn zhu chn)特点：工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动特点：工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接表面被润滑油分开而不发生直接(zhji)接触，还可以大大接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。结构结构(jigu)：轴颈、轴瓦、轴承衬：轴颈、轴瓦、轴承衬滑动轴承材料：轴承合金（巴氏合金）、耐磨铸铁、铜基和滑动轴承材料：轴承合金（巴氏合金）、耐磨铸铁、铜基和铝基

5、合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨，石墨，聚四氟乙烯、改性聚甲醛聚四氟乙烯、改性聚甲醛应用：一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及应用：一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。加注润滑油困难的运转部位。第11页/共26页第十二页，共27页。滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)特点：使用维护方便，工作可靠，起动性能好，在中等速特点：使用维护方便，工作可靠，起动性能好，在中等速度下承载能力较高。与滑动轴承比较，滚动轴承的径向度下承载能力较高。与滑动轴承比较，滚动轴承的径向(jn xin)尺寸较大，减振能

6、力较差，高速时寿命低，尺寸较大，减振能力较差，高速时寿命低，声响较大。声响较大。结构结构(jigu)：外圈，内圈，滚动体和保持架：外圈，内圈，滚动体和保持架滚动轴承材料：套圈和滚动体通常采用强度高、耐磨性好的滚动滚动轴承材料：套圈和滚动体通常采用强度高、耐磨性好的滚动轴承钢轴承钢应用：一般在中速、轻载工况条件下应用：一般在中速、轻载工况条件下第12页/共26页第十三页，共27页。二、滚动轴承二、滚动轴承(gndngzhuchng)结构结构（1）内圈）内圈 （2）外圈）外圈（3）滚动）滚动(gndng)体体（4）保持架）保持架（1）、（）、（2）、（）、（3）均为滚动轴承）均为滚动轴承(gndn

7、gzhuchng)钢钢（4）为低碳钢（球轴承）和有色金属（滚柱轴承）为低碳钢（球轴承）和有色金属（滚柱轴承）第13页/共26页第十四页，共27页。1、高的接触应力、高的接触应力 （可高达（可高达300035000MPa）并且）并且 有滚动有滚动(gndng)和滑动和滑动磨损磨损(m sn)和接触疲劳和接触疲劳表面具有表面具有(jyu)高硬度、耐磨性和接触疲劳高硬度、耐磨性和接触疲劳强度强度选材：高碳钢选材：高碳钢失效形式失效形式:三、滚动轴承服役条件三、滚动轴承服役条件第14页/共26页第十五页，共27页。2、对于尺寸较大的轴承、对于尺寸较大的轴承(zhuchng)，承受的力也很大，承受的力也

8、很大，并且，并且 还会有一定的冲击还会有一定的冲击选材选材(xun ci)：渗碳钢：渗碳钢断裂断裂(dun li)失效形式失效形式:大的轴承要有较高的韧性大的轴承要有较高的韧性 滚动轴承钢必须有高而均匀的耐磨性，高的弹滚动轴承钢必须有高而均匀的耐磨性，高的弹性极限和接触疲劳强度，足够的韧性和淬透性，同性极限和接触疲劳强度，足够的韧性和淬透性，同时在大气和润滑剂中具有一定的抗腐蚀能力。时在大气和润滑剂中具有一定的抗腐蚀能力。 第15页/共26页第十六页，共27页。四、轴承钢的化学成分四、轴承钢的化学成分1、0.951.1%C 2、0.41.65%Cr 淬透性和耐磨性（淬透性和耐磨性（Fe，Cr）

9、3C3、0.450.75%Si 0.951.25%Mn 提高淬透性提高淬透性4、P0.025% S0.025 % 减少夹杂物，提高疲劳减少夹杂物，提高疲劳(plo)寿命寿命GCr9 GCr15 GCr9SiMn GCr15SiMn常用常用(chn yn)钢号钢号淬透性增加淬透性增加第16页/共26页第十七页，共27页。五、轴承钢热处理特点五、轴承钢热处理特点(tdin)目的：如果终锻温度比目的：如果终锻温度比较较(bjio)高和锻造后冷高和锻造后冷却速度比较却速度比较(bjio)慢，慢，会出现网状碳化物的缺会出现网状碳化物的缺陷。这种网状碳化物在陷。这种网状碳化物在球化退火时不易被消除球化退火

10、时不易被消除，需要在球化退火前用，需要在球化退火前用正火工艺进行消除。正火工艺进行消除。网状渗碳体网状渗碳体（一）正火和球化退火（一）正火和球化退火(tu hu)1 1、正火、正火第17页/共26页第十八页，共27页。900950空冷或风冷空冷或风冷索氏体索氏体270390HB正火工艺正火工艺(gngy)得到均匀得到均匀A网状渗碳体网状渗碳体第18页/共26页第十九页，共27页。目的：目的：1、 便于切削加工便于切削加工 207229HBS2、 为淬火作组织准备为淬火作组织准备(zhnbi) 粒状珠光体在加热时粒状珠光体在加热时渗碳体不容易溶解，得到含碳量为渗碳体不容易溶解，得到含碳量为0.4

11、50.6%左右的左右的A+未溶渗碳体，渗碳体呈细小球状均匀分布在奥氏体未溶渗碳体，渗碳体呈细小球状均匀分布在奥氏体基体上，奥氏体晶粒非常细小，淬火后得到隐针基体上，奥氏体晶粒非常细小，淬火后得到隐针M和和均匀分布在均匀分布在M上的未溶碳化物，硬度、接触疲劳强度上的未溶碳化物，硬度、接触疲劳强度和耐磨性都很高。和耐磨性都很高。2 2、球化退火、球化退火(tu hu)(tu hu)第19页/共26页第二十页，共27页。球化退火球化退火(tu hu)工艺工艺780810 12h710720 34h第20页/共26页第二十一页，共27页。（二）淬火（二）淬火(cu hu)和回火和回火 淬火加热温度对高

12、碳钢组织和性能影响非常大。淬火加热温度对高碳钢组织和性能影响非常大。当加热温度高于当加热温度高于Ac1后，随加热温度升高，会发生后，随加热温度升高，会发生(fshng)如下变化：如下变化：1 1、加热温度、加热温度(wnd)(wnd)对组织和性能的影响对组织和性能的影响1、奥氏体的含碳量、奥氏体的含碳量2、残余奥氏体、残余奥氏体3、晶粒、晶粒随随A含碳量不断升高，马氏体含碳量不断升高，马氏体硬度不断升高，韧性降低。硬度不断升高，韧性降低。残余奥氏体含量不断升高，导致淬残余奥氏体含量不断升高，导致淬火后硬度略有降低。火后硬度略有降低。晶粒不断长大，淬火后组织由隐针晶粒不断长大，淬火后组织由隐针M

13、变为变为粗大透镜状粗大透镜状M，强度和韧性降低。，强度和韧性降低。第21页/共26页第二十二页，共27页。820840油油冷冷温度温度时间时间150170 回火回火13次次2 2、淬火、淬火(cu hu)(cu hu)、回火工艺、回火工艺第22页/共26页第二十三页，共27页。（三）冷处理（三）冷处理 对于精密轴承，要求残余对于精密轴承，要求残余A要少，否则在使用过程要少，否则在使用过程中因残余中因残余A转变为转变为M而使尺寸而使尺寸(ch cun)变化。变化。 淬火后立即冷到淬火后立即冷到-79-80 保持保持12h，回火后可使，回火后可使残余残余A减少到减少到5%左右。冷处理后可使硬度提高

14、左右。冷处理后可使硬度提高2HRC左右。左右。 多次回火也可以使尺寸多次回火也可以使尺寸(ch cun)稳定。稳定。 对精密轴承，磨削对精密轴承，磨削(m xio)后还要进行时效后还要进行时效处理，在低于回火温度的温度下保温处理，在低于回火温度的温度下保温510h，消除，消除内应力，稳定尺寸。内应力，稳定尺寸。（四）时效（四）时效(shxio)处理处理第23页/共26页第二十四页，共27页。 对于高速铁路轴承和矿山、冶金机械上使用的轴对于高速铁路轴承和矿山、冶金机械上使用的轴承，承受载荷大，对韧性要求高。为了提高韧性，可承，承受载荷大，对韧性要求高。为了提高韧性，可以以(ky)采用等温淬火方法进行处理。采用等温淬火方法进行处理。硝盐等温硝盐等温时间根据时间根据B下下量而定量而定空冷空冷回火回火（五）等温淬火（五）等温淬火(cu hu) 等温温度选在等温温度选在Ms点附近点附近(fjn)，得到，得到M+B下下+A+K。A1MS时间时间温度温度第24页/共26页第二十五页，共27页。六、轴承六、轴承(zhuchng)零件的生产工艺路线零件的生产工艺路线棒料（球化退火状态）棒料（球化退火状态）冷镦冷镦粗磨粗磨淬火淬火加低温加低温(dwn)回火回火磨磨研磨（抛光）研磨