圆锥滚子轴承选材,热处理工艺设计及分析

圆锥滚子承选材，热理工艺设计及析金属材料工程

XX

杨瑞成

教授

隋然

助教摘要本文从圆锥滚子轴承通常遇到的故障及失效入手，通过故障原因的分析，从而引涉出，滚动轴承的特性，如何选用合适的轴承使零件的寿命最大化。通过对圆锥滚子轴承工作条件分析，以及轴承材料的机械性能和工艺性能的要求最终将材料定为。为轴承钢，将进行球化退火、淬火、回火热处理工艺。根据滚动轴承的性能要求制定热处理工艺为（套圈的或棒料—锻造—球化退火—车加工成型—软磨主要针对沟道）—淬火—回火—粗磨—精磨成品。根据产品的尺寸、加热温度等确定所需的热处理炉有，立式淬火机床，盐浴炉回火设备，中温箱电阻RX3-15-9行退火。工艺布置应尽量满足工艺生产流程。关键词：圆锥滚子轴承、轴承钢、、热处理一圆滚轴工分及材（）况析轴承广泛用于柴油机、拖拉机、机床、汽车和火车等各种机械设备与车辆上，它由轴承内圈、圈、滚动体和保持架四部分组成内紧于主轴上随轴一起转动外圈则装在轴承座中静止不动，在转动过程中，内圈和滚动体发生转动和滚动高运动下服役受点或线的接触的周期性的高压交变载荷和力的作用，因此容易造成局部应力集中。滚动体和内外圈三者之间既呈现滚动又呈现滑动产生滚动摩擦和滑动摩擦分析上述过可知，滚动轴承的损坏形式为接触疲劳破坏和磨损，要求滚动体与内外圈应具有高的抗疲劳性能和耐性，有良好的尺寸稳定性，才能确保轴承高的使用寿命。（）锥子承失分一般情况下，滚动轴承的主要破坏形式是在交变应力作用下的疲劳剥落，以及由于摩擦磨损而轴承精度丧失。此外，还有裂纹、压痕、锈蚀等原因造成轴承的非正常破坏。(1)接触疲劳失效磨损失效；(3)裂失效(4)塑性变形失效(5)游隙变化失效。（）性要圆锥滚子轴承对材料热处理后应具备下列性能：(1)高的接触疲劳强度(2)高的耐磨性(3)高的弹性极限(4)适宜的硬度(5)一定的冲击韧性(6)良好的尺寸稳定性二圆滚轴的料择（）料选目前，国内使用最久应用最为广泛的是高碳铬轴承钢，其成分特点是：高碳，轴承钢的（一般控制在％~1.05范围内，以保证淬火后的硬度达到最大值，同时获得一定数量的碳化物，以提高耐磨性。Cr作为基本合金元素，轴承钢的W）一般控制在％以下Cr一面提高淬透，使淬火后的组织和硬度均匀；另一方面溶渗碳体中形成较稳定的含渗体，这种合金渗碳体在淬火加热时溶解较慢，并以细小颗粒均匀分布在基体上，有利于提高耐磨性。（）料选是轴承钢中典型的钢种，它使用量很大，约占铬轴承钢的0。国外所使用的铬轴承钢的成分也大致相似GCr15钢有较少量合金元素，综合性能良好，淬火回火后具有高而均匀的硬度，耐磨性能好，接触疲劳强度高。钢的热加工型号，球化退火后有良好的可切削性。综上所述，圆锥滚子轴承以选用钢。三圆滚轴热理艺计组成滚动轴承的零件有外圈、内圈、滚动体和保持架。对于不同的零件，其加工过程和方法是同的。对

于同一种零件结差等级不同加工过程和方法也有差异承中应用最广泛的是GCr15为钢的圆锥滚子轴承的热处理工艺。这里主要讨论一下套圈的热处理。（）圈加工路套圈热处理工序有退火、淬火、回火等，各工序对套圈材料性能的影响不同，所处在套圈整个艺流程中的位置也不同。具体工艺路线为：管料或棒—锻造球退—车加工成型软（主要针对道—淬火—回火粗磨精磨成。（）圈热理艺1.预热理轴承钢经过预备热处理后应得到均匀的细球状的珠光体组织片和网状碳化物组热处理后具有较高的接触疲劳强度、耐磨性和韧性等，同时其过热变形的倾向减小，故轴承钢进行球化退火。化退火的目的是为了改善毛坯的组织，降低材料的硬度，便于切削加工，同时为后继的热处理工艺做好组织备球化退火后片状碳化物变为均匀球状的碳化物，既有利于改善钢的切削加工性能，又能使钢的淬透性增加退火温度是依据钢的临界点而定，的化退火温度为780-810。2.最热理（1淬火钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化后以大于临界冷却速度的冷速快冷到以或Ms附等温行马氏或氏体）转变的热处理工艺一般而言承钢进行淬+温回火即为最终热处理淬火加热温度为℃冷却介质为号或机械油，冷却介质的温度为℃。的淬火工艺：将试样加热到℃保温油冷，淬火工艺曲线如图所示。淬火时间计算：

①式中t----加热时min/mm加热系取装炉修正系2.0零件有效厚度（mm所以代入经验公式得：t=aKD=1.2*2*20=48min取50min所保温时间为。图1淬火工艺曲线说明：把工件先经两次次预热，第一次加热到℃保温150分，第二次加热到℃保温分，然后加热到度右油淬冷却最后700℃高温回火。（2回火防止轴承零件的开裂，提高力学性能，一般根据零件的具体硬度要求来确定回火温度和时间，承零件的硬度一般为60-65HRC回火温度为℃中小型零件保温时间为。确保回火均匀，通常回火在油浴炉或具有强制空气循环装置的空气炉内回[3]。淬火+低温回火工艺回火就是将淬火后的/，在AC1下加热、保温后冷却下来的金属热处理工艺。回火时间：t=aD+b

②式中t----回火保温时间（min工件有效尺寸（mma----加热系数（）b----附加时间，一般为10~20min井式回火炉回火电炉）加热系数为1.0在实际生产中，由于装炉量比较多，有时甚至要堆放，因此，必须在上述计算时间的基础上增加1倍，以保证工件在回时得到充分的转变机会。所以

由以上经验公式计算得：t=1.5*20+20=50min。为了使工件完全焼透，在计算的保温时间基础上增加一倍，所以最终保温时间淬低温回火工艺曲线。图2回火工艺曲线四圆滚轴热理常缺及止法轴承零件经热处理后常见的质量缺陷有：淬火显微组织过热、欠热、淬火裂纹、表面脱碳、软等。（1过热防止方法：提高或降低淬火加热温度。（2欠热与冷速不足防止方法：提高或降低淬火加热温度。（3淬火裂纹防止办法降低温度提高出油温度或加热油温降低车加工的表面粗糙度采用可气氛或盐炉加热e.正后进行淬火立即回火采用符合要求的材料。（4表面脱碳防止方法改进炉子使其内部具有还原性体除迹和清洗干净零件表面严格执行工艺要求d.粗车后再进行热处理。（5软点防止方法：局部软点控锻造加热时间b.提高加热温度或长时间c.增强介的冷却能力。表面软点a.配置合格的冷却介质b.使介质的温度控制在以下增加碳酸钠水溶液的浓度至。五热理备择退火设备：中温箱式电阻炉RX3-15-9。淬火设：立式淬火机床数控淬火机床CJC-635D型。c.火设备：盐浴炉RDM系列的RDM-20-8。六结通过对锥滚子轴承工作条件分析以及轴承材料的机械性能和工艺性能要求最终将材料定为。为轴承钢，将进行球化退火、淬火回火热处理工艺。根据滚轴承的性能要求制定热处理工艺为（套圈的或棒—锻—球化退—车加工成—软磨（主要针对沟道）淬火回火—粗—精磨成。根据产的尺寸、加热温度等确定所需的热处理炉有，立式淬火机床，盐浴炉RDM-20-8回设备，中温箱电阻炉RX3-15-9进退。工艺布置应尽