(1)精密軸承的失效分析 精密軸承工作時,承受高達300~500MPa的交變接觸壓應力及摩擦,并承受介質的浸蝕等。其失效特征為:因過度磨損或應力松弛而失去精度;因接觸疲勞表面產生麻點;因原材料碳化物形態(tài)及分布不良或韌性不足而脆裂等。因此,精密軸承零件對坯料原始組織要求很高,且熱處理后應具有高強度,良好的韌性、耐磨性、耐蝕性及尺寸穩(wěn)定性等,在特殊環(huán)境中工作的軸承,還需要耐腐蝕、耐高溫、無磁性等。
(2)精密軸承環(huán)生產的制造工藝路線 坯料鍛軋→球化退火→機械切削加工→淬火→冷處理→低溫回火→粗磨→時效→精磨→時效。
(3)精密軸承環(huán)的預備熱處理工藝 為了改善坯料的質量和為最終熱處理奠定良好基礎,對坯料采用鍛軋余熱淬火加高溫回火處理,以期碳化物和晶粒度同時得到細化。
(4)精密軸承環(huán)的最終熱處理 為了使軸承環(huán)獲得強韌化效果,擬采用馬氏體分級淬火、回火和冷處理,以及粗磨、精磨后分別進行時效處理等工藝方案。其工藝如下:
1)分級淬火:在充分脫氧的BaCl2和NaCl各50%(質量分數)的鹽浴爐中,于840~850℃加熱透燒后轉入200℃熱油中保持3min后油冷。
2)回火:在215~ 225℃的硝鹽浴中保持2.5~3.5h后空冷。
3)冷處理:在液體二氧化碳+酒精的介質中,約-78℃保持2~3h(冷透)后自然回升到室溫轉入粗磨工序。
4)時效:在帶風扇的保溫箱中,于135℃保持5h,空冷到室溫后轉入精磨工序。
5)精磨后再時效:130~140℃,保溫10h后空冷。
(5)處理結果 實測硬度為61HRC,碳化物顆粒平均約0.5μm,殘留奧氏體(體積分數)約2.8%,尺寸穩(wěn)定(變形小于1μm)。
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