【FAG軸承專(zhuān)家】6大高碳鉻鋼制軸承套圈熱處理缺陷分析

  濟(jì)南市鴻慷機(jī)電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟(jì)南，是全球生產(chǎn)滾動(dòng)軸承和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國(guó)舍弗勒集團(tuán)在山東的授權(quán)代理商。公司專(zhuān)營(yíng)舍弗勒集團(tuán)旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要而誕生的專(zhuān)業(yè)化新型高端軸承公司。多年來(lái)一直從事軸承的銷(xiāo)售和售后技術(shù)支持，在機(jī)械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，今天濟(jì)南鴻慷機(jī)電進(jìn)口軸承專(zhuān)家為大家介紹一下6大高碳鉻鋼制軸承套圈熱處理缺陷。

  高碳鉻鋼制軸承套圈在熱處理過(guò)程中，由于軸承鋼材料缺陷、熱處理工藝、加工設(shè)備以及人為因素等導(dǎo)致了套圈組織過(guò)熱、欠熱、裂紋、變形超差、脫碳超標(biāo)、套圈部分硬度偏低、以及磕碰傷等缺陷。

  1.過(guò)熱

  高碳鉻鋼制軸承套圈淬火后組織應(yīng)為隱晶、細(xì)小結(jié)晶或小針狀馬氏體。而圖1所示出現(xiàn)粗大針狀馬氏體是明顯的過(guò)熱組織。這種顯微組織超過(guò)《JB/T1255——2014滾動(dòng)軸承 高碳鉻軸承鋼零件 熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。這種顯微組織會(huì)導(dǎo)致軸承的韌性下降，抗沖擊性能降低，軸承的壽命也降低。過(guò)熱嚴(yán)重甚至?xí)斐纱慊鹆鸭y。其原因淬火加熱溫度過(guò)高或加熱保溫時(shí)間太長(zhǎng)造成，也可能是原材料碳化物帶狀嚴(yán)重或者退火組織碳化物大小分布不均勻。采取的措施合理選擇加熱溫度、加熱時(shí)間。按材料標(biāo)準(zhǔn)選用，嚴(yán)格控制碳化物帶狀。提高退火質(zhì)量，如遇停電、設(shè)備故障等及時(shí)采取有效措施。

圖1

  2.欠熱  

  Gr15鋼制軸承套圈淬火后組織出現(xiàn)較為明顯針狀如圖2或較大團(tuán)塊狀圖3托氏體超過(guò)《JB/T1255——2014滾動(dòng)軸承 高碳鉻軸承鋼零件 熱處理技術(shù)條件》規(guī)定，稱(chēng)為欠熱組織。它使硬度下降，耐磨性急劇降低，影響軸承壽命。產(chǎn)生原因淬火溫度偏低，保溫時(shí)間不夠或冷卻不良，采取的措施是適當(dāng)提高淬火加熱溫度和保溫時(shí)間，調(diào)整淬火冷卻介質(zhì)的冷卻能力等。

圖2

圖3

  3.淬火裂紋

  軸承零件在淬火冷卻過(guò)程中因內(nèi)應(yīng)力所形成的裂紋（見(jiàn)圖4）稱(chēng)淬火裂紋。造成這種裂紋的原因有：軸承套圈淬火后內(nèi)外徑或平面有細(xì)而且長(zhǎng)的裂紋，用線(xiàn)切割機(jī)切開(kāi)觀察裂紋處沒(méi)有明顯的脫碳如圖5所示。

圖4

圖5

  產(chǎn)生原因：淬火溫度過(guò)高或在淬火溫度上限保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，冷卻太快，油溫度或淬火油中含有水分超標(biāo)，以及車(chē)加工產(chǎn)生的應(yīng)力集中等。采取的措施：降低淬火加熱溫度，確保套圈在適宜的加熱溫度和保溫時(shí)間下加熱，淬火油溫度在90℃左右，確保淬火油中含水分低于0.1%。  

  4.表面脫碳

  軸承套圈淬、回火拋光后發(fā)現(xiàn)表面有明顯的麻點(diǎn)，線(xiàn)切割后觀察縱斷面發(fā)現(xiàn)脫碳層深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定（見(jiàn)圖6）。其原因是套圈在淬火加熱過(guò)程中，淬火加熱爐內(nèi)的碳勢(shì)低，經(jīng)調(diào)查是由爐頂?shù)稳爰状嫉目灼渲杏幸粋€(gè)被堵塞，導(dǎo)致滴入爐內(nèi)甲醇量少所致。采取的措施為防止?fàn)t頂進(jìn)氣管結(jié)碳，影響保護(hù)氣氛碳勢(shì)，要求操作工每班必須疏通1～2次。

（a）外觀

（b）金相

圖6 套圈脫碳圖片

  5.磕碰傷

  套圈淬、回火后發(fā)現(xiàn)有明顯的磕碰傷如圖7所示，導(dǎo)致套圈報(bào)廢。其原因在熱處理過(guò)程中，工件在生產(chǎn)線(xiàn)掉落油槽過(guò)程中、接口處（如冷熱清洗劑之間、冷清清洗機(jī)和回火爐之間）和回火爐落料口產(chǎn)生磕碰傷。采取的措施在熱處理生產(chǎn)線(xiàn)各個(gè)接口處（如冷熱清洗劑之間、冷清清洗機(jī)和回火爐之間）和回火爐落料口加裝后耐熱橡皮，防止產(chǎn)生磕碰傷。

（a）

?（b）

圖7 淬火套圈磕碰傷圖片

  6.變形

  軸承套圈在淬火加熱和冷卻以及組織轉(zhuǎn)變過(guò)程中，不可避免的產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，這種應(yīng)力的變化導(dǎo)致了套圈發(fā)生變形。套圈淬火變形除了本身剛性有關(guān)外還有如下因素：原材料成分，組織不均勻，退火組織不均勻，裝爐量大，淬火加熱溫度過(guò)高，淬火加熱不均勻；冷卻過(guò)程中冷卻不均勻以及在冷卻過(guò)程中發(fā)生碰撞等。因此，為了減少變形盡量采用較低的淬火加熱溫度和適當(dāng)?shù)谋貢r(shí)間，同時(shí)要求退火組織為均勻碳化物顆粒，適當(dāng)提高淬火冷卻油的溫度等。

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