熱處理?？飘厴I(yè)設(shè)計--gcr15軸承鋼球的熱處理工藝及缺陷分析

1、<p>　　GCr15軸承鋼球的熱處理工藝及缺陷分析</p><p>　　摘要：本論文重點(diǎn)對GCr15軸承鋼球熱處理工藝的設(shè)計進(jìn)行了討論，同時對熱處理后其可能存在的熱處理工藝缺陷進(jìn)行了分析。鋼球在不同熱處理工藝下雖然都能達(dá)到其使用要求，但所需的成本卻大不相同，因此在滿足其使用要求的同時也應(yīng)該注意生產(chǎn)成本。熱處理常常因操作、原材料等產(chǎn)生缺陷，但只要有正確的熱處理工藝并嚴(yán)格按工藝進(jìn)行加工熱處理缺陷也是可以避

2、免的，即使產(chǎn)生了缺陷也可以采取相應(yīng)的措施及時修復(fù)缺陷。</p><p>　　關(guān)鍵詞：GCr15 軸承鋼球 熱處理設(shè)計 熱處理工藝 熱處理缺陷</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　滾動軸承是機(jī)械工業(yè)十分重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)件之一;</p><p>　　滾動軸承依靠元件間的滾動接觸來承受載荷，與滑

3、動軸承相比:滾動軸承具有摩擦阻力小、效率高、起動容易、安裝與維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是耐沖擊性能較差、高速重載時壽命低、噪聲和振動較大。</p><p>　　圖 1 軸承及鋼球?qū)嵨飯D</p><p>　　滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)（圖 1）：內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架等四部分組成。</p><p>　　常用的滾動體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子。軸承的內(nèi)、外圈和滾動體，一般是

4、用軸承鋼（如GCr15、GCr15SiMn）制造，熱處理后硬度應(yīng)達(dá)到61～65HRC。</p><p>　　當(dāng)滾動體是圓柱或滾針時，有時為了減小軸承的徑向尺寸，可省去內(nèi)圈、外圈或保持架，這時的軸頸或軸承座要起到內(nèi)圈或外圈的作用。為滿足使用中的某些需要，有些軸承附加有特殊結(jié)構(gòu)或元件，如外圈帶止動環(huán)、附加防塵蓋等。</p><p>　　滾動軸承鋼球的工作條件極為復(fù)雜，承受著各類高的交變應(yīng)力。在

5、每一瞬間，只有位于軸承水平面直徑以下的那幾個鋼球在承受載荷，而且作用在這些鋼球的載荷分布也不均勻。力的變化由零增加到最大，再由最大減小到零，周而往復(fù)得增大和減小。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，鋼球除受到外加載荷外，還受到由于離心力所引起的載荷，這個載荷隨軸承轉(zhuǎn)速的提高而增加。滾動體與套圈及保持架之間還有相對滑動，產(chǎn)生相對摩擦。滾動體和套圈的工作面還受到含有水分或雜質(zhì)的潤滑油的化學(xué)侵蝕。在某些情況下，軸承零件還承受著高溫低溫和高腐蝕介質(zhì)的影響。</

6、p><p>　　1、GCr15軸承鋼球的組織與性能特點(diǎn)分析</p><p>　　1.1 GCr15軸承鋼球的組織要求</p><p>　　軸承鋼球的接觸疲勞壽命對鋼的組織和性質(zhì)的不均勻性特別敏感。因此，對使用狀態(tài)下的組織和原始組織提出了一系列要求。軸承鋼在使用狀態(tài)下的組織應(yīng)是回火馬氏體基本上均勻分布有細(xì)粒的碳化物，這樣的組織能賦予軸承鋼所需要的性能。對原始組織的要求主

7、要有兩個方面：一是純凈，指鋼中雜質(zhì)元素和夾雜物含量要少；二是組織均勻，指鋼中非金屬夾雜物和碳化物應(yīng)當(dāng)細(xì)小分散和分布均勻。所以鋼的純凈度和組織均勻度是衡量軸承鋼冶金質(zhì)量的兩個重要指標(biāo)。</p><p>　　1.2 GCr15軸承鋼球的化學(xué)成分及影響</p><p>　　GCr15軸承鋼是一種合金含量較少、具有良好性能、應(yīng)用最廣泛的高碳鉻軸承鋼。經(jīng)過淬火加回火后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨

8、性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，對形成白點(diǎn)敏感性能大，有回火脆性。其中的化學(xué)成分主要是碳（0.95-1.05％）、鉻（1.40-1.65％）、硅（0.15-0.35％）、錳（0.20-0.4％）、磷（≤0.027％）、硫（≤0.020％）、鎳（≤0.30％）、鉬（≤0.10％）等。</p><p><b>　　a、碳的影響 </b></p>

9、<p>　　除了滲碳鋼外，一般軸承鋼的含碳量在0.95—1.05%，屬于過共析成分。這樣在淬火和低溫回火后能得到高的硬度、高的接觸疲勞強(qiáng)度和耐磨性。為了形成足夠的碳化物以增加耐磨性，含碳量不能太低，但是過高的含碳量會增加碳化物的不均勻性并且會形成網(wǎng)狀碳化物使力學(xué)性能降低。</p><p>　　b、合金元素的影響 </p><p>　　鉻是軸承鋼的主要化學(xué)成分，鉻能夠提高淬透性，減

10、少過熱傾向，提高低溫回火穩(wěn)定性。硅、錳在軸承鋼中主要提高淬透性。鎳在滲碳軸承鋼中能使鋼的韌性和塑性有所提高，鎳可以提高鋼對疲勞的抗力和減小鋼對缺口的敏感性。鉬在鋼中能提高淬透性和熱強(qiáng)性，防止回火脆性，增加在某些介質(zhì)中的抗蝕性。釩在軸承鋼中提高強(qiáng)度和屈服比，特別是提高比例極限和彈性極限，降低熱處理時脫碳敏感性，從而提高了表面質(zhì)量，無鉻含釩的軸承鋼，碳化物彌散度高，使用性能良好。</p><p>　　1.3 GCr

11、15軸承鋼球所具有的性能要求</p><p>　　GCr15大量用于制造汽車、拖拉機(jī)等所使用的軸承鋼球以及機(jī)床使用的主軸軸承鋼球和鐵路車輛、礦山機(jī)械、電機(jī)軸承、通用機(jī)械用軸承鋼球。其中滾動體材料必須具有的特性：接觸疲勞強(qiáng)度高；硬度高；純潔度高；耐磨性好；組織穩(wěn)定性好；機(jī)械加工性能好。因此滾動體的材料要求有高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。常用的軸承材料，一般用強(qiáng)度高、耐磨性好的鉻錳高碳鋼制造。<

12、;/p><p>　　根據(jù)這樣的工作條件，對材料要求如下：</p><p>　　①有較高的彈性極限和疲勞強(qiáng)度。能耐微塑性變形；</p><p>　?、诓牧现旅?，非金屬夾雜少，顯微組織均勻；</p><p>　?、弁ㄟ^熱處理能得到很高的硬度，而且硬度均勻，無軟點(diǎn)，在長時期保持硬度穩(wěn)定不變，淬透性要好，或能淬硬至必要深度，同時要求通過機(jī)械加工能夠得到很

13、高的表面光潔度，以保證有很好的耐磨性和較低的摩擦系數(shù)；</p><p>　?、苡休^好的耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性；</p><p>　?、菰谥瞥傻某善窇?yīng)有很好的尺寸穩(wěn)定性，能在較長的工作或庫存以后，保持尺寸與幾何精度在合格的范圍內(nèi)；</p><p>　　當(dāng)然，還要求加工的工藝性要好。以上為軸承鋼球?qū)Σ牧系囊螅鴮τ谔厥夤r下的軸承鋼球，除滿足上述一般要求外，根據(jù)其對耐高

14、溫、抗腐蝕、無磁性、超低溫、高精度、特長壽命的特殊要求，應(yīng)該選用相應(yīng)的特殊軸承鋼球材料。</p><p><b>　　2、軸承鋼球的失效</b></p><p>　　在機(jī)、電、工業(yè)中，軸承是應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)件之一，尤其是滾動軸承。無論是普通的機(jī)械設(shè)備、運(yùn)輸工具還是航空、航海、航天，凡是有轉(zhuǎn)動的地方，就有軸承鋼球在工作。顯然，確保軸承鋼球在各種環(huán)境條件下都能正常工作，

15、是十分重要的。軸承鋼球在工作中喪失其規(guī)定功能，從而導(dǎo)致故障或不能正常工作的現(xiàn)象稱為失效。軸承鋼球失效的原因往往是多因素的，但在一般情況下，大體上可以從外來因素和內(nèi)在因素。</p><p>　　外來因素主要是指安裝調(diào)整、使用保養(yǎng)、維護(hù)修理等是否符合技術(shù)要求。安裝條件是使用因素中的首要因素之一，軸承往往因安裝的不合適而導(dǎo)致整套軸承各零件之間的受力狀態(tài)發(fā)生變化，軸承將在不正常的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)并提早失效。軸承在使用時發(fā)現(xiàn)異常

16、應(yīng)立即查找原因，進(jìn)行調(diào)整，使其恢復(fù)正常。對潤滑劑質(zhì)量和周圍介質(zhì)、氣氛進(jìn)行分析檢驗也很重要。這些都是導(dǎo)致軸承鋼球失效的主要外在因素。</p><p>　　內(nèi)在因素主要是指設(shè)計、制造工藝和材料質(zhì)量等決定軸承質(zhì)量的三大因素。也可稱之為制造質(zhì)量因素。結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理當(dāng)然不可能有合理的軸承鋼球的壽命;只有結(jié)構(gòu)設(shè)計同時具有合理性和先進(jìn)性，才會有較長的軸承壽命。軸承鋼球的制造要經(jīng)過鋼材冶煉、鍛造、沖壓、熱處理、車削、磨削和裝配等

17、多種加工工序。最直接影響成品軸承鋼球質(zhì)量的是熱處理和磨削加工工藝。隨著冶金技術(shù)的提高，原材料質(zhì)量得到較大的改善，在軸承鋼球失效分析中所占的比重已經(jīng)明顯下降，但至今它仍然是軸承鋼球失效的主要影響因素之一。另外，選材是否得當(dāng)仍然是軸承鋼球失效必須考慮的因素。</p><p>　　軸承失效的形式與負(fù)荷大小有關(guān)，轉(zhuǎn)速高低等工作條件以及軸承的精度有關(guān)。</p><p>　　主要失效形式：a、接觸疲勞

18、（疲勞磨損）失效；b、沾附和磨粒磨損失效</p><p>　　;c、斷裂失效；d、塑形變形失效；e、腐蝕和腐蝕磨損;f、失效游隙變化失效</p><p>　　為了防止軸承零件和成品在加工、存放和使用過程中被腐蝕生銹，要求軸承鋼應(yīng)具有良好的防銹性能。</p><p>　　大多失效原因是由于裝配有毛病，密封不良而造成損壞的。為使軸承能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免零件表面直接接觸，減

19、少軸承內(nèi)部的磨擦及磨損。提高軸承性能，延長軸承的使用性能，必須對軸承進(jìn)行潤滑</p><p>　　3、GCr15軸承鋼球一般加工路線</p><p>　　球坯成型（冷鐓成型）→銼削（光球）→軟磨→熱處理（球化退火+淬火+低溫回火）→硬磨→細(xì)研→精研→（或拋光）→超精研</p><p>　　冷鐓工序的主要是為了沖壓出合格的球坯，同時可使鋼材在冷鐓過程中成分更加均勻，有

20、效減少缺陷（夾雜、偏析等不良組織）含量，使工件組織缺陷的影響減小到最小，為后續(xù)工序做好形狀上和組織上的準(zhǔn)備。</p><p>　　銼削（光球）工序設(shè)計為了去除球坯的環(huán)帶和兩極，糾正鐓壓偏差，統(tǒng)一鋼球直徑公差。</p><p>　　軟磨工序是為了去除銼削加工后遺留下的銼齒齒痕，銼削疲勞及材料的脫碳層，以提高熱處理前的鋼球精度，使工件外形更接近所需尺寸，為以后工序留好加工余量，以防后續(xù)加工出現(xiàn)

21、尺寸偏差無法補(bǔ)救。</p><p>　　熱處理工序是為了使鋼球形成合適的內(nèi)部組織，具有一定硬度，以保證它具有一定的強(qiáng)度和耐磨性能等。</p><p>　　鋼球一般熱處理工藝順序：</p><p>　　預(yù)備熱處理（球化退火）→最終熱處理（淬火+低溫回火）</p><p>　　硬磨工序是為了糾正軟磨工序的球形誤差以及清除熱處理時的尺寸變形、脫碳層

22、、氧化皮和表皮組織缺陷使工件的尺寸符合工件所需尺寸，達(dá)到技術(shù)要求，同時通過硬磨在表層形成加工硬化層，進(jìn)一步提高工件的力學(xué)性能。</p><p>　　細(xì)研工序是為了使硬磨后的鋼球滿足所需求的精度要求，減小鋼球表面粗糙度，為以后工序的研磨打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　拋光通常在表面處理后進(jìn)行，其目的是去除金屬表面細(xì)微劃痕，降低工件的表面粗糙度值，使工件獲得裝飾性外觀，同時也使工件在使用

23、過程中減小摩擦阻力，尤其是球體類零件，可以先主增強(qiáng)其使用壽命。</p><p>　　精研和超精研工序進(jìn)一步改善鋼球的球形誤差和減小表面粗糙度，提高表面質(zhì)量，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　4、GCr15軸承鋼球熱處理工藝設(shè)計與分析</p><p>　　4.1 預(yù)先熱處理工藝設(shè)計</p><p>　　預(yù)先熱處理是球化退火，因此只要討論球化退火

24、工藝設(shè)計。</p><p>　　球化目的：使鋼球中碳化物球化，并均勻化學(xué)成分，達(dá)到改善機(jī)械加工性能，消除或減少內(nèi)應(yīng)力，并為零件最終熱處理準(zhǔn)備合適的內(nèi)部組織。球化退火后獲得細(xì)球狀珠光體，硬度低，易于切削加工，表面光潔度較高。球化退火后的細(xì)球狀珠光體可改善鋼熱處理后的最終力學(xué)性能。</p><p>　　球化退火方法：將鋼加熱到稍低于或稍高于Ac1的溫度或者使溫度在A1上下周期變化，然后緩慢冷下

25、來，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織。</p><p>　　4.1.1 球化退火設(shè)計方案一</p><p>　?。?） 球化退火方案一工藝及設(shè)備</p><p>　　將鋼球加熱到780-810℃，保溫2-6h后，隨爐冷至600℃取出空冷，退火方案一曲線圖見圖 2。</p><p>　　設(shè)備選擇：RX3-15-9箱式爐（如

26、圖 3）</p><p>　　圖 2 球化退火方案一曲線圖</p><p>　　圖 3 RX3-15-9箱式爐</p><p>　　（2） 球化退火方案一分析：</p><p><b>　?、偻嘶饻囟?lt;/b></p><p>　　GCr15軸承鋼的熱處理加熱范圍為780-810℃，而790℃被

27、認(rèn)為是最合適的溫度，在此溫度加熱，部分碳化物溶解，細(xì)鏈狀碳化物也可以消除。細(xì)小未融的碳化物較多，所形成的奧氏體成分不均勻，于是在冷卻時，為融碳化物變成核心，滲碳體在晶界區(qū)和晶粒內(nèi)碳濃度較高的區(qū)域以球狀析出，形成球化組織。如果加熱溫度過高，奧氏體成分均勻，片狀珠光體溶解量過少，冷卻時的結(jié)晶核心減少，形成的珠光體將呈片狀。如果溫度過低，片狀珠光體溶解不充分，奧氏體成分不均勻，則冷卻過程中，碳化物沿原片狀層析出或呈細(xì)小的鏈狀。在球化退火時奧氏

28、化是“不完全”的，只是片狀珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體，及少量過剩碳化物溶解。因此，它不可能消除網(wǎng)狀碳化物，如過共析鋼有網(wǎng)狀碳化物存在，則在球化退火前須先進(jìn)行正火，將其消除，才能保證球化退火正常進(jìn)行。 </p><p>　　普通球化退火是將鋼加熱到Ac1以上20～30℃，保溫適當(dāng)時間，然后隨爐緩慢冷卻，冷到600℃左右出爐空冷。等溫球化退火是與普通球化退火工藝同樣的加熱保溫后，隨爐冷卻到略低于Ar1的溫度進(jìn)行等溫，等溫時間

29、為其加熱保溫時間的1.5倍。等溫后隨爐冷卻至600℃左右出爐空冷。和普通球化退火相比，球化退火不僅可縮短周期，而且可使球化組織均勻，并能嚴(yán)格地控制退火后的硬度。</p><p>　　退火溫度為780-810℃時，退火硬度最低，溫度過高或過低均使硬度升高</p><p><b>　?、诒貢r間</b></p><p>　　從完成組織轉(zhuǎn)變的過程來看

30、，具有正常鍛造組織的GCr15軸承鋼球在780℃時，珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變在5-10min內(nèi)可完成。適當(dāng)延長保溫時間，可降低網(wǎng)狀滲碳體的級別如果保溫30-40min，可使＜3.5級的網(wǎng)狀碳化物基本球化。因此退火保溫時間實(shí)際上一個小時就夠了。但對于大批量生產(chǎn)來說，由于爐內(nèi)溫度不易均勻，通常需要保溫2-6h，這視工件大小、裝爐量、裝爐方式及原始組織不均勻而定。</p><p><b>　?、弁嘶鹄鋮s</b

31、></p><p>　　球化退火冷卻速度決定了碳化物的分散度。冷卻速度大時，珠光體轉(zhuǎn)變的形核率增加，會形成大量極細(xì)密的碳化物，硬度較高，冷卻速度低，則形成顆粒較大的碳化物，硬度較低。實(shí)際生產(chǎn)中速度控制在10-30℃/h范圍內(nèi)，冷卻到600℃以下時，可以出爐空冷，一般隨爐冷卻即可達(dá)要求。</p><p>　　4.1.2 球化退火設(shè)計方案二</p><p>　　

32、（1） 球化退火方案二工藝及設(shè)備</p><p>　　將鋼球加熱到780℃-800℃，保溫4-6h，隨爐冷至710-730℃保溫3-5h，隨爐冷至650℃后取出空冷。退火方案二曲線圖見圖 4。</p><p>　　設(shè)備：RX3-15-9箱式爐</p><p>　　圖 4 球化退火方案二曲線圖</p><p>　　（2） 球化退火方案二分析：

33、</p><p><b>　?、偻嘶饻囟?lt;/b></p><p>　　GCrl5鋼加熱溫度超過Ac1時，珠光體開始向奧氏體轉(zhuǎn)變。溫度越高，奧氏體化后鋼的組織越趨于均勻。未溶的碳化物越少，這對珠光體的球化是不利的奧氏體化條件與等溫溫度對硬度的影響，結(jié)果表明在臨界區(qū)對鋼加熱，一旦加熱溫度升高，則鋼的淬火硬度明顯增高。這說明發(fā)生了奧氏體的富碳過程，即碳化物溶解過多，這樣會導(dǎo)

34、致球化困難。同時還指出，在高的溫度奧氏體化下，若保溫時間延長。同樣會使球化困難，而且影響十分明顯。這樣看來，退火加熱溫度是一個關(guān)鍵。為此根據(jù)GCr15鋼的Ac1將循環(huán)曲線的加熱溫度制定為790℃。</p><p><b>　?、诒貢r間</b></p><p>　　等溫溫度即珠光體轉(zhuǎn)變溫度對球化過程的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)若將等溫溫度降低，即使在奧氏體中有大量的未溶碳化物，也

35、將導(dǎo)致大量的片狀珠光體形成。因而讓珠光體在比較高的溫度下長時間保溫對球化組織的形成很重要。一般第一次保溫時間為4-6h，而第二次保溫時間可以相對的縮短一般3-5h左右就可達(dá)到所需的要求。</p><p><b>　　③冷卻介質(zhì)</b></p><p>　　鋼球經(jīng)空冷所得組織是片層狀珠光體與網(wǎng)狀滲碳體，這種組織硬而脆，不僅難以切削加工，且在以后淬火過程中也容易變形和開裂

36、。而經(jīng)球化退火得到的是球狀珠光體組織，其中的滲碳體呈球狀顆粒，彌散分布在鐵素體基體上，和片狀珠光體相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加熱時，奧氏體晶粒不易長大，冷卻時工件變形和開裂小。</p><p>　　4.1.3 球化退火方案比較及選用</p><p>　?。?） 球化退火熱處理方案確定</p><p>　　熱處理工藝相差不大，兩種熱處理方案都能達(dá)到鋼

37、球的所需性能要求，但加工工藝經(jīng)濟(jì)性差距比較大 方案一 比 方案二 熱處理工序少，成本相比就低。方案一適合一般軸承鋼球使用。方案二思路可能適合精密鋼球生產(chǎn)制造。</p><p>　　因此選擇球化退火設(shè)計方案一，作為預(yù)先熱處理工藝，即球化退火工藝。</p><p>　　（2） 球化退火后質(zhì)量檢驗項目</p><p>　?、亠@微組織（如圖 5） 細(xì)球狀珠光體，根據(jù)第

38、一級別球?qū)Ρ惹蚧M織進(jìn)行評級，2-4級為合格</p><p>　　圖 5 球化退火后組織圖</p><p>　?、谟捕?GCr15軸承鋼球為61HRC</p><p>　?、厶蓟瘜?按第三級別圖評定，＜2.5級為合格</p><p>　?、苊撎紝由疃?不得超過車削加工余量的2/3</p><p>　

39、　4.2 最終熱處理設(shè)計</p><p>　　最終熱處理是淬火+低溫回火，低溫回火工藝一樣，主要討論淬火工藝設(shè)計。</p><p>　?。?） 淬火目的及方法</p><p>　　淬火目的：把工件加熱到奧氏體化后，以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s（通常是快冷）獲得馬氏體和貝氏體組織。再經(jīng)回火使鋼材獲得需要的使用性能，以充分發(fā)揮材料的潛力。</p><p>

40、　　淬火方法：奧氏體被冷至低溫區(qū)域下發(fā)生相變，由于相變溫度低，原子擴(kuò)散極困難。相變只發(fā)生點(diǎn)陣畸變型位移和切變（鐵原子只做短程位移）而不發(fā)生碳原子的擴(kuò)散，因此，馬氏體是碳在γ—Fe中的過飽和固溶體，形成以碳原子為中心的應(yīng)力場。該應(yīng)力場會阻礙位錯運(yùn)動，也可以理解為碳原子對位錯的釘扎作用，從而使馬氏體硬度和強(qiáng)度提高。</p><p>　?。?） 回火目的及方法</p><p>　　回火目的：GC

41、r15軸承鋼球淬火后處于高應(yīng)力狀態(tài)，沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度等性能都很低。淬火組織中馬氏體和參與奧氏體是不穩(wěn)定相，影響組織和尺寸的穩(wěn)定性。因此，GCr15軸承鋼球淬火后要及時回火，以消除淬火應(yīng)力，提高組織和尺寸的穩(wěn)定性，并提高綜合力學(xué)性能。GCr15軸承鋼球回火后的組織為隱晶或細(xì)小結(jié)晶狀馬氏體和細(xì)小殘余碳化物和少量殘余奧氏體，硬度為61—65HRC</p><p>　　回火方法：將淬火成馬氏體的鋼加熱到臨界點(diǎn)A1以下某

42、個溫度，保溫適當(dāng)時間，再冷到室溫的一種熱處理工藝。當(dāng)鋼球全淬成馬氏體再加熱到150℃-180℃回火時，隨著回火溫度升高，按其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)變化，分四個階段進(jìn)行：a、馬氏體的分解；b、殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變；c、碳化物的轉(zhuǎn)變；d、相狀態(tài)的變化及碳化物的聚集長大．</p><p>　　當(dāng)鋼中含有較多的碳化物形成元素時，在回火第四階段溫度區(qū)(約為500-550℃)形成合金滲碳體或者特殊碳化物。這些碳化物的析出，將使硬度再次提高

43、，稱為二次硬化形象。</p><p>　　4.2.1 淬火設(shè)計方案一</p><p>　?。?） 淬火方案一工藝及設(shè)備</p><p>　　將鋼球加熱到830-850℃，加熱前可先預(yù)熱到530-550℃以減少經(jīng)濟(jì)成本，再按1.2-1.5min/mm的速率保溫，一般保溫時間為10-15min，然后在30-80℃的10號、20號機(jī)油中冷卻。淬火方案一曲線圖見圖 6。&

44、lt;/p><p>　　設(shè)備選擇：小型推桿式電爐（如圖 7）</p><p>　　圖 6 淬火方案一曲線圖</p><p>　　圖 7 小型推桿式電爐</p><p>　　（2） 淬火方案一分析： </p><p><b>　?、俅慊饻囟?lt;/b></p><p>　　GCr

45、15軸承鋼球的淬火溫度范圍為830—850℃，在840℃加熱淬火，能得到最高的硬度，彎曲疲勞強(qiáng)度和沖擊韌度，如淬火溫度太高，奧氏體晶粒粗大，殘余奧氏體增多,未溶碳化物過少。如淬火溫度過低,由于奧氏體中的合金元素濃度低,造成淬火組織中出現(xiàn)屈氏體組織,同時馬氏體中含碳量偏低,未溶解碳化物數(shù)量過多,淬火溫度過高過低都會使零件強(qiáng)度和疲勞壽命降低。</p><p>　　可在淬火加熱前的加預(yù)熱，其目的主要是，縮短淬火加熱時間

46、、減少變形開裂、同時也可減少過熱和脫碳的傾向，本工藝采用箱式電爐預(yù)熱，溫度在530—550℃左右保溫10-15分鐘。</p><p><b>　?、诒貢r間</b></p><p>　　GCr15軸承鋼球在爐中的保溫時間可按鋼球的直徑計算。對大GCr15軸承鋼球為1.2-1.5min/mm。小鋼球則裝在籃筐中加熱，其保溫時間可按籃筐的直徑來計算，為17-20s/mm。

47、</p><p><b>　?、鄞慊鹄鋮s</b></p><p>　　由于GCr15軸承鋼球含有合金元素較多，阻礙了成分的均勻化，也為了防止GCr15軸承鋼球變形并且還要有一定的韌性和抗疲勞強(qiáng)度，所以用油冷，油溫控制在20-60℃。</p><p>　　4.2.2 淬火設(shè)計方案二</p><p>　?。?） 淬火方案二

48、工藝及設(shè)備</p><p>　　將鋼球加熱到830-850℃，保溫3-5h，冷卻到230-250℃進(jìn)行等溫，放入KNO3+50％NaNO3溶液中等溫，等溫時間為3-5h，取出清洗，空冷。淬火方案二曲線圖見圖 8.</p><p>　　設(shè)備：等溫淬火爐（如圖 9）</p><p>　　圖 8 淬火方案二曲線圖</p><p><b>

49、;　　圖 9 等溫淬火爐</b></p><p>　?。?） 淬火設(shè)計方案二分析：</p><p><b>　?、俅慊饻囟?lt;/b></p><p>　　淬火溫度為840℃時，沖擊韌性達(dá)到頂峰，超過840℃，沖擊韌性將急劇下降。同時，加熱溫度過高將引起工件表面脫碳、淬火變形大和等溫時間延長等缺點(diǎn)，因此，加熱溫度不宜超過850℃。根據(jù)所

50、處理的零件尺寸不同，推薦加熱溫度為830-850℃。</p><p>　　隨等溫溫度升高，硬度及耐磨性下降，沖擊韌性升高。關(guān)于等溫溫度對接觸疲勞性能的影響，各研究結(jié)論不一。本研究結(jié)果表明，隨等溫溫度升高，接觸疲勞壽命提高；有研究表明，隨等溫溫度升高，接觸疲勞壽命下降，這可能與試驗條件有關(guān)，尚需進(jìn)一步研究。綜合而言，要獲得高韌性，則應(yīng)適當(dāng)提高等溫溫度；對性能要求以高硬度和耐磨性為主時，應(yīng)適當(dāng)降低等溫溫度。另外，在獲

51、得相同數(shù)量下的前提下，適當(dāng)提高等溫溫度可縮短等溫時問。獲得較好綜合力學(xué)性能的等溫溫度為230-250℃。</p><p><b>　　②保溫時間</b></p><p>　　眾所周知，在相同加熱條件及等溫濕度下，隨等溫時間延長，等溫淬火后得到的貝氏體增多，硬度降低。但等溫時間對其他性能的影響尚缺乏系統(tǒng)研究，有研究表明，貝氏體組織可得到最佳的韌性、接觸疲勞性能；隨等溫時

52、間延長，韌性升高，耐磨性及接觸疲勞性能下降。從生產(chǎn)現(xiàn)場角度上來看，要獲得合適比例的貝氏體下，其等溫時間較難控制。</p><p><b>　?、劾鋮s介質(zhì)</b></p><p>　　由于等溫時溫度較低在正常情況下空冷可達(dá)到鋼球的性能要求，因此在鋼球采用等溫淬火時一般可采用空冷的方式，也可采用油冷。</p><p>　　4.2.3 淬火方案比較

53、及選用</p><p>　　（1） 淬火方案確定</p><p>　　從性能上來看兩種熱處理方案都能達(dá)到鋼球的性能要求，但方案二采用等溫淬火加工時花費(fèi)的成本要比方案一大，且方案二操作比較復(fù)雜。因此一般鋼球的淬火工藝可用方案一，方案二的淬火工藝思路可能適合精密鋼球的熱處理。</p><p>　　因此在此選用淬火方案一，作為一般鋼球淬火加工工藝。</p>

54、<p>　　（2） 淬火后檢查項目</p><p>　?、偻庥^ 淬火后GCr15軸承鋼球表面無裂紋、傷痕、軟點(diǎn)等。</p><p>　?、谟捕?GCr15軸承鋼球淬火后應(yīng)符合技術(shù)要求＞63HRC。</p><p>　?、埏@微組織（如圖 10） 軸承鋼球淬火后組織為隱晶或細(xì)小結(jié)晶狀馬氏體和細(xì)小殘余碳化物和少量殘余奧氏體所組成。不允許有過熱針

55、狀馬氏體或托氏體組織超過規(guī)定。淬火后殘留粗大碳化物顆粒直徑＜4.2um</p><p>　　圖 10 淬火未回火組織圖</p><p>　　④斷口 鋼球淬火斷口具有細(xì)小晶粒閃爍光澤的斷口，不允許有欠熱，過熱以及其他形式的斷口存在。</p><p>　　4.2.4 低溫回火工藝</p><p>　　由于低溫回火工藝比較簡單，操作簡單

56、，在此只設(shè)計一種一般的低溫回火工藝，且工藝以上兩種淬火工藝都可采用此工藝回火。</p><p>　?。?）低溫回火工藝及設(shè)備</p><p>　　GCr15軸承鋼球的回火是將鋼球加熱到150-180℃，保溫3-6h,然后出爐空冷?；鼗鸸に嚽€圖見圖 11。</p><p>　　設(shè)備：回火爐（如圖 12）</p><p>　　圖 11 回火工

57、藝曲線圖</p><p><b>　　圖 12 回火爐</b></p><p>　?。?）回火工藝分析：</p><p><b>　　①回火溫度</b></p><p>　　GCr15軸承鋼球為了獲得高硬度和較好的接觸疲勞強(qiáng)度、沖擊韌度和使用壽命，通常采用160±5℃的低溫回火。回火后的組

58、織為回火馬氏體。因此鋼球具有高硬度和高耐磨性，但內(nèi)應(yīng)力和脆性降低。</p><p><b>　　②保溫時間</b></p><p>　　回火時間應(yīng)包括按工件截面均勻地達(dá)到回火溫度所需加熱時間以及按M參數(shù)達(dá)到要求回火硬度完成組織轉(zhuǎn)變所需的時間，如果考慮內(nèi)應(yīng)力的消除，則尚應(yīng)考慮不同回火溫度下應(yīng)力弛豫所需要的時間。</p><p>　　對以應(yīng)力弛豫為

59、主的低溫回火時間應(yīng)比表列數(shù)據(jù)長，長的可達(dá)幾十小時。對二次硬化型高合金鋼，其回火時間應(yīng)根據(jù)碳化物轉(zhuǎn)變過程通過試驗確定。當(dāng)含有較多殘余奧氏體，而靠二次淬火消除時， 還應(yīng)確定回火次數(shù)。</p><p>　　由于回火溫度較低，回火進(jìn)程進(jìn)展比較緩慢，短時間內(nèi)回火得不到穩(wěn)定的組織和性能，而且內(nèi)應(yīng)力的消除也比較緩慢，故取較長的保溫時間。GCr15軸承鋼球一般回火時間為3-6h。</p><p><

60、b>　　③冷卻介質(zhì)</b></p><p>　　回火后鋼球在空氣中冷卻。以防止開裂?；鼗鸷髴?yīng)進(jìn)行油冷，以抑制回火脆性。在防止開裂條件下，可進(jìn)行油冷或水冷，然后進(jìn)行一次低溫補(bǔ)充回火，以消除快冷產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。</p><p>　　附加回火（穩(wěn)定化處理） 減少殘余應(yīng)力的方法是附加回火。經(jīng)過淬火、回火的鋼球在磨削加工中，又將產(chǎn)生磨削應(yīng)力，據(jù)測試磨削應(yīng)力可高達(dá)500—600Mp

61、a。它和低溫回火時未能完全消除的殘余應(yīng)力疊加在一起，引起軸承的尺寸變化，甚至導(dǎo)致表面龜裂。因此軸承在磨削加工后要進(jìn)行回火，即附加回火。一般軸承鋼球附加回火采用130—150℃回火3—6小時，回火一次。精密軸承鋼球回火時間是15—24小時，回火兩到三次。</p><p>　　（3）回火后質(zhì)量檢查項目</p><p>　?、儆捕?回火后硬度符合工件技術(shù)要求達(dá)到61HRC或以上硬度。<

62、;/p><p>　　圖 13 回火后組織圖</p><p>　　②金相組織（如圖 13） GCr15軸承鋼珠的回火組織為在隱晶馬氏體基體上均勻分布著細(xì)小的碳化物顆粒。不允許有過熱針狀馬氏體和大于6、7級的屈氏體組織。碳化物平均直徑小于4.2微米和碳化物網(wǎng)狀≤級為合格</p><p>　?、蹟嗫?回火后斷口為灰色綢褶狀斷口。不應(yīng)有過熱、欠熱和碳化物網(wǎng)狀大于

63、3級的小亮點(diǎn)斷口。</p><p>　　4.3 鋼球一般熱處理工藝流程最終確定</p><p>　?。?）預(yù)備熱處理選擇：球化退火設(shè)計方案一</p><p>　?。?）最終熱處理選擇：淬火設(shè)計方案一 + 低溫回火</p><p>　?。?）熱處理具體流程：</p><p>　　鋼球球化退火（加熱到790℃）→保溫4小

64、時左右→爐冷至600℃出爐空冷至室溫→將鋼球加熱到840℃淬火→保溫一段時間→取出油冷→將鋼球加熱到150℃-180℃回火→保溫4小時左右→取出油冷至室溫</p><p>　　4.4 鋼球熱處理后的潤滑與防銹</p><p>　　潤滑是保證軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，不論采用任何種類的潤滑形式，潤滑在軸承中都能起著減少金屬間的摩擦，減緩其磨損的作用，從而延長軸承的使用壽命。在采用油和脂作潤滑

65、劑潤滑時，滾動軸承的潤滑摩擦面上會形成一層在一定條件下能使相對滑動表面隔離，并能傳遞負(fù)荷的潤滑膜，也正由于這層彈性流體動力膜的存在。從而保證了滾動軸承能在高頻率接觸力下長時間地正常運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足了現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備性能的要求。軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中，內(nèi)部各零件存在著不同形式、不同程度的相對運(yùn)動，從而導(dǎo)致摩擦發(fā)熱和磨損，甚至燒傷。因此軸承鋼球必須有可靠的潤滑。</p><p>　　軸承的防銹工作是軸承管理的重要方面。一般普通級精度的

66、軸承的有效防銹期，自軸承制造廠出廠日期起不應(yīng)少于12月，精密級軸承或經(jīng)特殊防銹處理和包裝的軸承，其有效防銹期自軸承制造廠出廠日期起不應(yīng)少于24個月，如果采用全密封或真空包裝的軸承、并在嚴(yán)格遵守存儲規(guī)則的前提下，有效防銹期可延長至5年。</p><p>　　長期儲存的軸承應(yīng)進(jìn)行防銹抽檢，抽檢周期一般為三個月，抽驗的主要目的是檢查軸承的有效防銹日期、軸承包裝油封完好情況及是否發(fā)生銹蝕，同時檢查庫房里的防銹設(shè)施是否符合

67、要求。</p><p>　　庫存軸承在驗收或檢查過程中，均需進(jìn)行：</p><p>　　軸承啟封→去除原油封→檢查或除銹處理→涂防銹油（脂）→軸承內(nèi)包裝→軸承外包裝。</p><p>　　5、GCr15鋼球熱處理后的檢驗及缺陷分析</p><p>　　5.1鋼球熱處理后組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能及檢驗</p><p>　?。?

68、）GCr15軸承鋼球最終組織</p><p>　　GCr15軸承鋼球最終的組織為隱晶或細(xì)小結(jié)晶狀馬氏體和細(xì)小殘余碳化物和少量殘余奧氏體。圖7為鋼球熱處理后的組織圖 </p><p>　　圖 14 GCr15鋼球熱處理后組織圖</p><p>　　（2）GCr15軸承鋼球檢驗項目</p><p>　　GCr15軸承鋼球硬度符合要求要達(dá)到61H

69、RC或以上硬度，有符合標(biāo)準(zhǔn)的接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性、沖擊韌性、尺寸穩(wěn)定性、彈性極限、防銹性能等。</p><p>　　鋼球經(jīng)最終加工完成后，均應(yīng)進(jìn)行一次綜合性的全面檢查，以保證能夠達(dá)到符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的技術(shù)條件，最終檢測時，對測量溫度、測量儀器、測力及支撐點(diǎn)都是有特定要求的。</p><p>　?、黉撉虮砻嫱庥^質(zhì)量檢查 包括鋼球表面質(zhì)量和表面粗糙度。鋼材表面質(zhì)量通常用肉眼檢查，肉眼

70、檢查必須在散光燈下進(jìn)行二次100％的目視外觀檢查，以挑出各種廢品和缺陷。對經(jīng)超精研加工的鋼球，還要在表面粗糙度測量儀上測表面粗糙度，對于低噪音軸承采用的鋼球要測量鋼球振動值。</p><p>　?、阡撉虻挠捕葯z查 在洛式硬度計上檢查其硬度，并抽取一定數(shù)量成品鋼球進(jìn)行壓碎載荷或壓縮試驗</p><p>　?、鄹弑督M織檢查 高倍組織用金相顯微鏡進(jìn)行檢查，檢驗的項目有：退火組織（放大

71、500倍）脫碳層深度（放大100倍），在鋼材的橫截面上檢查。碳化物液析、碳化物帶狀、非金屬夾雜物（放大100倍）在鋼材的縱向截面上檢查。</p><p>　　5.2 熱處理后缺陷分析</p><p>　　5.2.1 退火缺陷分析及防止辦法</p><p>　　退火由于加熱或冷卻不當(dāng)，會出現(xiàn)一些與預(yù)期目的相反的組織，造成缺陷。常見的退火缺陷有硬度過高，組織反常，表

72、面脫碳等。</p><p>　?。?）硬度過高 中高碳鋼退火的重要目的之一是降低硬度，便于切削加工，因而對退火后的硬度有一定要求，但是如果退火時加熱溫度過高，冷卻速度過塊，特別是合金元素高、過冷奧氏體穩(wěn)定的鋼，就會出現(xiàn)索氏體、屈氏體、甚至貝氏體、馬氏體組織。因而硬度高于規(guī)定的硬度范圍。 </p><p>　　防止方法：為了獲得所需硬度，應(yīng)重新進(jìn)行退火，調(diào)整工藝進(jìn)行二次退火；先進(jìn)行正

73、火然后進(jìn)行退火</p><p>　　（2）反常組織（圖 15） 其組織特征是：在亞共析鋼中，在先共析鐵素體晶界上有粗大的滲碳體存在，珠光體片間距也很大。在過共析鋼中，在先共析滲碳體周圍有很寬鐵素體條，而先共析滲碳體網(wǎng)也很寬出現(xiàn)反常組織的原因是：當(dāng)亞共、析鋼或過共析鋼退火時，在Ar1點(diǎn)附近冷卻過慢，特別在略低于Ar1點(diǎn)(例如低10)℃的溫度下長期停留。這種組織的形成過程是待先共析相析出后，在后續(xù)的珠光體轉(zhuǎn)變中

74、，鐵素體或滲碳體自由長大，而形成游離著的鐵素體或滲碳體.結(jié)果在亞共析鋼中出現(xiàn)非共析滲碳體，而在過共析鋼中出現(xiàn)游離鐵素體。這和正常組織相反,因而稱為反常組織。反常組織將造成淬火軟點(diǎn)。</p><p>　　圖 15 反常組織</p><p>　　防止方法：出現(xiàn)這種組織時應(yīng)進(jìn)行重新退火消。</p><p>　?。?）表面脫碳（圖 16） 軸承鋼球在熱處理過程中，如

75、果是在氧化性介質(zhì)中加熱，表面會發(fā)生氧化作用使零件表面碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，造成表面脫碳。表面脫碳層的深度超過最后加工的留量就會使零件報廢。表面脫碳層深度的測定在金相檢驗中可用金相法和顯微硬度法。以表面層顯微硬度分布曲線測量法為準(zhǔn)，可做仲裁判據(jù)。</p><p>　　圖 16 表面脫碳</p><p>　　防止方法：加強(qiáng)對原材料和鍛件的脫碳控制；正確執(zhí)行工藝，防止跑溫；盡可能不進(jìn)行正火和不重復(fù)

76、退火；提高爐子密封性，在中性火焰爐中加熱。</p><p>　　5.2.2 淬火缺陷分析及防止辦法</p><p>　　常見的淬火缺陷有過熱、欠熱、淬火裂紋、變形、表面脫碳、軟點(diǎn)等．</p><p>　　（1）過熱（圖 17） 從軸承零件粗糙口上可觀察到淬火后的顯微組織過熱。但要確切判斷其過熱的程度必須觀察顯微組織。若在GCr15鋼球的淬火組織中出現(xiàn)粗針狀馬

77、氏體，則為淬火過熱組織。形成原因可能是淬火加熱溫度過高或加熱保溫時間太長造成的全面過熱；也可能是因原始組織帶狀碳化物嚴(yán)重，在兩帶之間的低碳區(qū)形成局部馬氏體針狀粗大，造成的局部過熱。過熱組織中殘留奧氏體增多，尺寸穩(wěn)定性下降。由于淬火組織過熱，鋼的晶體粗大，會導(dǎo)致零件的韌性下降，抗沖擊性能降低，軸承的壽命也降低。過熱嚴(yán)重甚至?xí)斐纱慊鹆鸭y。</p><p><b>　　圖 17 過熱組織</b>

78、</p><p>　　防止方法：合理制定工藝，嚴(yán)格執(zhí)行工藝；改善爐溫均勻性；裝爐量合理，放置要均勻；嚴(yán)格控制原材料及鍛件質(zhì)量降低淬火溫度；按材料標(biāo)準(zhǔn)控制碳化物不均勻程度；提高退火質(zhì)量，使退火組織為均勻細(xì)粒狀珠光體。</p><p>　?。?）欠熱 淬火溫度偏低或冷卻不良則會在顯微組織中產(chǎn)生超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的托氏體組織，稱為欠熱組織，它使硬度下降，耐磨性急劇降低，影響軸承壽命。</p

79、><p>　　防止方法：提高淬火溫度；合理制定工藝，嚴(yán)格執(zhí)行工藝；改善爐溫均勻性；裝爐量合理，放置要均勻；控制冷卻速度不宜過快。</p><p>　?。?）淬火裂紋（圖 18） 軸承零件在淬火冷卻過程中因內(nèi)應(yīng)力所形成的裂紋稱淬火裂紋。造成這種裂紋的原因有：由于淬火加熱溫度過高或冷卻太急，熱應(yīng)力和金屬質(zhì)量體積變化時的組織應(yīng)力大于鋼材的抗斷裂強(qiáng)度；工作表面的原有缺陷（如表面微細(xì)裂紋或劃痕）或

80、是鋼材內(nèi)部缺陷（如夾渣、嚴(yán)重的非金屬夾雜物、白點(diǎn)、縮孔殘余等）在淬火時形成應(yīng)力集中；嚴(yán)重的表面脫碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及時回火；前面工序造成的冷沖應(yīng)力過大、鍛造折疊、深的車削刀痕、油溝尖銳棱角等?？傊斐纱慊鹆鸭y的原因可能是上述因素的一種或多種，內(nèi)應(yīng)力的存在是形成淬火裂紋的主要原因。</p><p><b>　　圖 18 淬火裂紋</b></p><p&

81、gt;　　防止方法：降低淬火溫度；提高零件出油溫度或提高淬火油溫度；降低車加工表面粗糙度；增加去應(yīng)力工序；減少表面的脫碳，貧碳以及從設(shè)計和加工中避免零件產(chǎn)生應(yīng)力集中。</p><p>　?。?）變形 軸承零件在熱處理時，存在有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力能相互疊加或部分抵消，是復(fù)雜多變的，因為它能隨著加熱溫度、加熱速度、冷卻方式、冷卻速度、零件形狀和大小的變化而變化，所以熱處理變形是難免的。當(dāng)然在熱處理過程

82、中的機(jī)械碰撞也會使零件產(chǎn)生變形，但這種變形是可以用改進(jìn)操作加以減少和避免的。</p><p>　　防止方法：提高退火組織的均勻性；增加去應(yīng)力退火工序；降低淬火加熱溫度；提高加熱和冷卻的均勻性；在熱油中冷卻或壓模淬火；消除加熱和冷卻中機(jī)械碰撞等。</p><p>　　5.2.3 回火缺陷分析及防止辦法</p><p>　　常見的回火缺陷有硬度過高或過低，硬度不均勻，

83、以及回火產(chǎn)生變形及脆性等。</p><p>　?。?）回火硬度 回火硬度過高、過低或不均勻，主要由于回火溫度過低、過高或爐溫不均勻所造成。回火后硬度過高還可能由于回火時間過短。硬度不均勻的原因，可能是由于一次裝爐量過多，或選用加熱爐不當(dāng)所致。如果回火在氣體介質(zhì)爐中進(jìn)行，爐內(nèi)應(yīng)有氣流循環(huán)風(fēng)扇，否則爐內(nèi)溫度不可能均勻。</p><p>　　防止方法：回火后硬度過低需返修，重新淬火回火；選

84、擇合適的裝爐量；選擇合適的溫度進(jìn)行加熱保溫。</p><p>　?。?）變形 回火后工件發(fā)生變形，常由于回火前工件內(nèi)應(yīng)力不平衡，回火時應(yīng)力松弛或產(chǎn)生應(yīng)力重分布所致。表面脫碳后，在回火過程中可能形成網(wǎng)狀裂紋。因為表面脫碳后，馬氏體的比容減少，以致產(chǎn)生多向拉應(yīng)力而形成網(wǎng)狀裂紋。此外，高碳鋼件在回火時，如果加熱過快，表面先回火，比容減少，產(chǎn)生多向拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋。</p><p>

85、　　防止方法：采用回火校直法或熱點(diǎn)校直法。多次校直，多次加熱，或采用壓具回火。</p><p>　　（3）回火脆性 回火后脆性的出現(xiàn)，主要由于所選回火溫度不當(dāng)，或回火后冷卻速度不夠(笫二類回火脆性)所致。</p><p>　　防止方法：防止脆性的出現(xiàn)，應(yīng)正確選擇回火溫度和冷卻方式．一旦出現(xiàn)回火脆性，對第一類回火脆性，只有通過重新加熱淬火，另選溫庹回火；對第二類回火脆性，可以采取重新加

86、熱回火，然后加速回火后冷卻速度的方法消除。</p><p><b>　　9、結(jié)輪</b></p><p>　　本次論文討論了GCr15軸承鋼球的失效，并重點(diǎn)設(shè)計了鋼球從預(yù)先熱處理到最終熱處理的工藝，還分析了熱處理后所可能產(chǎn)生的熱處理缺陷，最終得到了以下結(jié)論：</p><p>　　GCr15鋼球在生產(chǎn)、制造中由于會產(chǎn)生失效的同時，鋼球在使用過程中

87、由于安裝、潤滑等也會造成鋼球的失效。</p><p>　　GCr15軸承鋼球的一般熱處理工藝路線：</p><p>　　將鋼球加熱到790℃進(jìn)行球化退火，球化退火工藝是將鋼球保溫4小時左右，然后爐冷至600℃出爐空冷直至室溫，再將鋼球加熱到840℃進(jìn)行淬火，淬火保溫相應(yīng)的時間（10-15min），然后取出油冷，最后將鋼球加熱到150℃-180℃進(jìn)行回火，回火保溫時間約為4小時，取出油冷至室

88、溫。</p><p>　　雖然設(shè)計的方法多種多樣，只要能達(dá)到產(chǎn)品的性能要求且工藝成本盡量的低，就能找到一個比較完美的設(shè)計方案。對于有特殊性能要求的鋼球而言以上的方案可能存在著缺陷，但只要熟悉了設(shè)計思路，掌握了設(shè)計方法，都可以給以后不同種類的設(shè)計提供經(jīng)驗。</p><p>　　GCr15軸承鋼球在熱處理后可能產(chǎn)生的缺陷雖然多種多樣，但只要我們了解工藝，嚴(yán)格按照工藝流程制造產(chǎn)品，就不會產(chǎn)生十分

89、嚴(yán)重的錯誤，也不會使鋼球產(chǎn)生嚴(yán)重的熱處理缺陷。產(chǎn)品出現(xiàn)了缺陷也應(yīng)該及時反思自己的工藝與操作，找到解決修復(fù)的方法。產(chǎn)生的缺陷雖然可以通過一些措施修復(fù)，但能夠避免的應(yīng)該盡量避免。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.熱處理手冊編委會.熱處理手冊（2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993</p><p>　　2.卜炎主

90、.實(shí)用軸承技術(shù)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　3.王振華.實(shí)用軸承手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1991</p><p>　　4.徐年保.熱處理及工程材料.無錫：無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2007</p><p>　　5.王曉江.鑄造合金及其熔煉.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011</p><p>　　6.丁建生.金屬學(xué)與