軸承滲碳工藝

1.球化退火:養(yǎng)生使鋼中碳化物球狀化而進行的退火工藝。應力退火(軟化退火):消除鋼中的內(nèi)應力。 退火一般在淬火后進行,回復材料的韌性。球化或軟化退火。目的是降低硬度,均勻組織,改善切削加工性能,為淬火作準備。主要適用于碳素工具鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼和合金工具鋼等共析鋼和過共析鋼(含碳量大于0.77%)。2.軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作是承受著極大的壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格 軸承鋼又稱高碳硌鋼，含碳Wc為1％左右，含硌量Wcr為0.5％-1.65％。軸承鋼又分為高碳硌軸承鋼、無硌軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類 。

齒輪滲碳工藝

汽車齒輪常采用的熱處理工藝有正火，調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火），滲碳等工藝。

齒輪類零件一般要進行兩次以上的熱處理，對齒坯進行熱處理的主要目的是清除熱鍛齒坯造成的內(nèi)應力，改善齒坯在加工前的力學性能和可加工性，從而提高生產(chǎn)率，節(jié)約刀具費用，提高機床使用率，減少和防止機械加工中或在進行熱處理時的變形。

齒形加工后進行熱處理的目的，主要是提高輪齒工作面的硬度、工作強度及耐磨性。在此熱處理工藝過程中齒輪類零件極易產(chǎn)生變形，需要精心操作，細心摸索規(guī)律，嚴格控制淬火時的升溫時間、保溫時間、工件大小和在爐內(nèi)的放置方式，盡量減少工件在此過程中的變形量。

擴展資料：

注意事項：

1、齒坯鍛造環(huán)節(jié)，由于工藝執(zhí)行不嚴格，容易出現(xiàn)內(nèi)部裂紋，在機械加工過程中不易被發(fā)現(xiàn)和檢測，往往工件處于成品或半成品時在內(nèi)應力的作用下由內(nèi)部裂開造成廢品，產(chǎn)生質(zhì)量事故，此類質(zhì)量問題時有發(fā)生，應嚴格注意。

2、熱處理過程，齒輪類零件一般要進行兩次以上的熱處理。對齒坯進行熱處理的主要目的是消除熱鍛齒坯造成的內(nèi)應力，改善齒坯在加工前的金相組織和可加工性，從而提高生產(chǎn)率，節(jié)約刀具費用，提高機床使用率，減少和防止機械加工中或在迸行熱處理時的變形。

3、齒形加工后進行熱處理的目的，主要是提高輪齒工作面的硬度、工作強度及耐磨性。在此熱處理工藝過程中齒輪類零件極易產(chǎn)生變形，需要精心操作，細心摸索規(guī)律，嚴格控制淬火時的升溫時間、保溫時間、工件大小和在爐內(nèi)的放置方式，盡量減少工件在此過程中的變形量。

4、對圓柱齒輪來說，如果變形量過大，在齒面精加工過程中，存在單側輪齒磨不出來而發(fā)生廢品?；蚴驱X形齒向在精磨中發(fā)生改變，使得接觸區(qū)偏向一邊，影響接觸區(qū)位置，達不到要求。錐齒輪在熱處理過程中要求高，但是熱后變形也最大。

滲碳的工藝

20Cr滲碳淬火處理.零件的滲層１mm上下，表面的碳濃度1.0% 925溫度強滲100min，擴散50min，隨爐降溫到830度均熱30~45min(看零件的截面大小)淬油冷卻.

軸承滲碳工藝流程圖

1、低溫回火（150~250攝氏度） 低溫回火的目的是在保證淬火后的高硬度和耐磨性的基礎上，降低淬火應力，提高工件韌性。低溫回火得到的是馬氏體組織，硬度可達58~64HRC。常用于處理高碳工具鋼、模具鋼、滾動軸承及滲碳鋼等零件。

2、中溫回火（350~500攝氏度） 中溫回火得到的組織為回火托氏體，他具有高的彈性極限、屈服強度及屈強比，同時具有一定的塑性和韌性，硬度一般為35~45HRC。常作為各種彈簧的熱處理。

3、高溫回火（500~650攝氏度） 通常把淬火后在進行高溫回火處理稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理得到的是回火索氏體組織，具有良好的綜合性能。在許多重要的機械結構件中，如受力比較復雜的連桿，重要的螺栓、齒輪幾周類零件，得到了廣泛應用。中高碳鋼調(diào)質(zhì)處理后的硬度一般為200~350HBW。 調(diào)質(zhì)處理后的力學性能與正火相比，不僅強度高，而且塑性和韌性也較好。這是因為調(diào)制后得到的回火索氏體中

軸承滲碳處理

軸承鋼生產(chǎn)主要執(zhí)行GB/T18254-2002標準和適應于精鍛軸承用戶要求的萊鋼GCr15JD質(zhì)量協(xié)議，其中GCr15JD協(xié)議質(zhì)量要求嚴于GB/T18254-2002標準，GCr15JD要求氧含量≤10ppm、中心偏析級別≤1.0級、成分控制、定尺和尺寸偏差等均嚴于GB/T18254-2002標準。

軸承在工作時承受著極大的壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴格的鋼種之一。1976年國際標準化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標準，將軸承鋼分為：全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共17個鋼號。

有的國家增加一個類別為特殊用途的軸承鋼或合金。我國已納入標準的軸承鋼分類方法與ISO相似，分別對應為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹耐蝕軸承鋼、高溫軸承鋼四大類。近五十年來我國還在軸承鋼鋼種及其軸承用材料方面，如無鉻軸承鋼、中碳軸承鋼、特殊用途軸承鋼及合金、金屬陶瓷等取得了很大的進展。

一、基本要求

根據(jù)以上對軸承用鋼的基本要求，對軸承用鋼的冶金質(zhì)量提出以下的基本要求；

①嚴格的化學成分要求。

一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼，即含碳量1%左右，加入1．5%左右的鉻，并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩(wěn)定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。

但當鉻含量超過1．65%時，淬火后會增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩(wěn)定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強度。為此，高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1，65%以下。只有嚴格控制軸承鋼中的化學成分，才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。

②較高的尺寸精度要求，對于使用在高速鐓鍛機上鍛造的熱軋退火棒料，應該對其尺寸精度有更高的要求。

滾動軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高，這是因為大部分軸承零件都要經(jīng)過壓力成型。為了節(jié)省材料和提高勞動生產(chǎn)率，絕大部分軸承套圈都是經(jīng)過鍛造成型，鋼球是經(jīng)過冷鐓或熱軋成型，小尺寸的滾子也是經(jīng)過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高，就無法精確地計算下料尺寸和重量，而不能保證軸承零件的產(chǎn)品質(zhì)量，也容易造成設備和模具的損壞。

③特別嚴格的純潔度要求。

鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少，純潔度越高，鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導致軸承早期疲勞剝落、顯著降低軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害最大，由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來，嚴重影響軸承零件精加工后的表面質(zhì)量。因此，為了提高軸承的使用壽命和可靠性，必須降低軸承鋼中夾雜物的含量。

④嚴格的低倍組織和顯微（高倍）組織要求。

軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和偏析，顯微（高倍）組織包括鋼的退火組織、碳化物網(wǎng)狀、帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆，它的危害性與脆性夾雜物相同。網(wǎng)狀碳化物降低鋼的沖擊韌性，并使之組織不均勻，在淬火時容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強度。低、高倍組織的優(yōu)劣對滾動軸承的性能和使用壽命有很大的影響，所以，在軸承材料標準中對低、高倍組織有著嚴格的要求。

⑤特別嚴格的表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求。

對軸承鋼而言，表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結疤、氧化皮等，內(nèi)部缺陷包括縮孔、氣泡、白點、嚴重的疏松和偏析等。這些缺陷對于軸承的加工、軸承的性能和壽命有很大的影響，在軸承材料標準中明確規(guī)定不允許出現(xiàn)這些缺陷。

⑥嚴格的碳化物不均勻性要求。

在軸承鋼中，如果出現(xiàn)嚴重的碳化物分布不均勻，則在熱處理加工過程中就容易造成組織和硬度的不均勻，鋼的組織不均勻性對接觸疲勞強度有較大的影響。另外，嚴重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時產(chǎn)生裂紋，碳化物不均勻性還會導致軸承的壽命降低因此，在軸承材料標準中，對不同規(guī)格的鋼材均有明確的特別要求。

⑦嚴格的表面脫碳層深度要求。

在軸承材料標準中對鋼材表面脫碳層有著嚴格的規(guī)定，如果表面脫碳層超出標準的規(guī)定范圍，且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉，則在熱處理淬火過程中就容易產(chǎn)生淬火裂紋，造成零件的報廢。

⑧其他要求。

在軸承鋼材料標準中還對軸承鋼的冶煉方法、氧含量、退火硬度、斷口、殘余元素、火花檢驗、交貨狀態(tài)、標識等有嚴格的要求。

二、性能要求

為了滿足以上對動軸承的性能的要求，對軸承鋼材料提出了以下一些基本的性能要求：

1）高的接觸疲勞強度，

2）熱處理后應具有高的硬度或能滿足軸承使用性能要求的硬度，

3）高的耐磨性、低的摩擦系數(shù)，

4）高的彈性極限，

5）良好的沖擊韌性和斷裂韌性，

6）良好的尺寸穩(wěn)定性，

7）良好的防銹性能，

8）良好的冷、熱加工性能。

三、制造要求

夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關，氧含量越高，夾雜物數(shù)量就越多，壽命就越短。

夾雜物和碳化物粒徑越大、分布越不均勻，使用壽命也越短，而它們的大小、分布狀況與使用的冶煉工藝和冶煉質(zhì)量密切相關，生產(chǎn)軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，還有少量采用真空感應+真空自耗的雙真空或+多次真空自耗等工藝來提高軸承鋼的質(zhì)量。

對軸承鋼的冶煉質(zhì)量要求很高，需要嚴格控制硫、磷、氫等含量以及非金屬夾雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況，因為非金屬夾雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況對軸承鋼的使用壽命影響很大，往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產(chǎn)生的微裂紋擴展而成。

軸承滲碳鋼

軸承鋼又稱高碳鉻鋼，含碳量Wc為1%左右，含鉻量Wcr為0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類。

軸承鋼滲碳工藝

軸承鋼打的菜刀不能防生銹。軸承鋼材質(zhì)是高碳鉻鋼，含碳量Wc為1%左右，含鉻量Wcr為0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類。軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。

什么是機械零部件的滲碳處理

20鋼塑性好。20鋼是低碳鋼，含碳量為百分之零點二。20鋼的強度較低，但塑性和韌性都非常好，也有比較好的焊接性。被廣泛用于一些不重要的機械零部件，大多需滲碳使用。很多無縫鋼管的材料是20鋼。特8鋼是低擋碳素工具鋼，可以用來制作不重要的冷作模具。

軸承滲碳工藝流程

國際標準分類中，軸承 標準涉及到潤滑劑、工業(yè)油及相關產(chǎn)品、增強塑料、鋼鐵產(chǎn)品、體積、質(zhì)量、密度和粘度的測量、橋梁建筑、閥門、道路車輛裝置、金屬材料試驗、航空航天制造用材料、軸承、有色金屬產(chǎn)品、金屬礦、醫(yī)療設備、紡織產(chǎn)品、木材、原木和鋸材、航空航天制造用零部件、有色金屬、粉末冶金、長度和角度測量。

在中國標準分類中，軸承 標準涉及到潤滑油、滾動軸承、鋼鐵產(chǎn)品綜合、物性分析儀器、鋼錠、鋼坯、航空與航天用金屬鑄鍛材料、重金屬及其合金、矯形外科、骨科器械、滑動軸承、潤滑脂、合成樹脂、塑料、粉末冶金材料與制品、通用零部件綜合、試驗機與無損探傷儀器綜合、體外循環(huán)、人工臟器、假體裝置、承載系統(tǒng)、電子計算機應用、機械配件、構件、金屬化學性能試驗方法、物質(zhì)成份分析儀器與環(huán)境監(jiān)測儀器綜合、標準化、質(zhì)量管理、粉末冶金綜合。

美國材料與試驗協(xié)會，關于軸承 標準的標準

ASTM D4683-2020 在150℃高剪切速率和高溫下用錐形軸承模擬器粘度計測量新的和用過的發(fā)動機油粘度的標準試驗方法

ASTM D5961/D5961M-2017 聚合物基復合層壓制品軸承響應的標準試驗方法

ASTM A534-2017 耐磨軸承用滲碳鋼的標準規(guī)格

ASTM D6616-2017 在100℃高剪切速率下用錐形軸承模擬器粘度計測量粘度的標準試驗方法

ASTM D4683-2017 在150℃高剪切速率和高溫下用錐形軸承模擬器粘度計測量新的和用過的發(fā)動機油粘度的標準試驗方法

ASTM D5977-2015 橋梁和結構的高負載旋轉(zhuǎn)球形軸承的標準規(guī)格

滲碳零件的工藝路線

流程如下：

1、直接淬火低溫回火

組織及性能特點：不能細化鋼的晶粒。工件淬火變形較大，合金鋼滲碳件表面殘余奧氏體量較多，表面硬度較低

適用范圍：操作簡單，成本低廉用來處理對變形和承受沖擊載荷不大的零件，適用于氣體滲碳和液體滲碳工藝。

2、預冷直接淬火、低溫回火

淬火溫度800-850℃ 。組織及性能特點：可以減少工件淬火變形，滲層中殘余奧氏體量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奧氏體晶粒沒有變化。

適用范圍：操作簡單，工件氧化、脫碳及淬火變形均小，廣泛應用于細晶粒鋼制造的各種工具。

3、一次加熱淬火 低溫回火

淬火溫度820-850℃或780-810℃ 。組織及性能特點：對心部強度要求較高者，采用820-850℃淬火，心部為低碳M，表面要求硬度高者，采用780-810℃淬火可以細化晶粒。

適用范圍： 適用于固體滲碳后的碳鋼和低合金鋼工件、氣體、液體滲碳的粗晶粒鋼，某些滲碳后不宜直接淬火的工件及滲碳后需機械加工的零件。