轧钢机轴承寿命的提高
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轧机四列轴承结构优化提升轧机使用寿命立题背景一线悬臂式轧机是由美国布兹泼罗公司设计,由新日本工机制作的二十世纪八十年代高速线材生产线中轧机、预精轧机组。
自1989年投产以来,已使用20多年。
经过1999年改造,坯料由135*135方坯改为150*150方坯,目前生产能力已有原来的年产35万吨提高到了55万吨。
中轧机、预精轧机区域每月事故时间占总事故时间的50%左右,成本消耗占用总成本的40%左右。
在生产实践中高线技术人员和设备维护人员为降低φ300、φ400事故率从轧机结构改进、密封形式改进、装配过程优化、润滑油品清洁度指标提升,含水量等级提升等方面做了大量工作,取得了一定效果。
但以上措施都没有从根本上解决轧机轴承使用寿命短这一核心问题。
悬臂式轧机有着无扭转轧制、调整精度高、换辊速度快、设备结构简单、布置紧凑、检修维护方便、轧制品种丰富等优点,更能适应变幻莫测,竞争激烈的钢材市场。
因此保持一高线的生产稳定对唐钢第二钢轧厂的发展显得尤为重要。
针对四列轴承每一列滚动体承载不一样,磨损不均匀这一状况,结合现场实际情况,课题组拟定从两方面对四列圆柱滚子轴承进行改进创新。
第一把轴承内圈外表面加工一定的锥度补偿轴的微小弯曲变形,滚动体、外圈尺寸不变,使改进后的四列滚子轴承在轧辊轴轻微弯曲时每列滚动体受力均匀;第二将梳型铜合金保持架改为窗式冲压钢保持架。
改进后的轴承在故障率高,滚动体受力不均匀状况比较明显的15#轧机试用。
在保证轧机的润滑、装配要求、轧机负荷等环境条件不变的情况下检测轴承使用状况,及时总结并调整改进。
使用成功后逐渐推广到其他架次轧机。
技术方案与创新性成果(一)技术方案1、高线悬臂式轧机的结构高线悬臂式轧机结构见图一其传动方式是电机发出的动力经过齿形联轴器传给齿轮箱,经过变速后,带动安装于辊箱摇臂上的轧辊轴,通过安装在轧辊轴上的轧辊实现线材的轧制。
2、轧辊轴受力分析在轧钢过程中轧辊受到齿轮的传动力矩、轧制力和轧制力矩共同作用。
轧机轴承的使用寿命轧机轴承的使用寿命目录一、影响轧机轴承使用寿命的因素(一)、基本额定寿命(二)、径向基本额定动负荷(三)、修正额定寿命(四)、油膜润滑参数(五)、密合度(待整理)(六)、影响轧机轴承使用寿命的因素二、轧机轴承的失效分析(一)、轧机轴承失效统计(二)、轧机轴承的主要失效形式和原因三、降低轧机轴承消耗的途径(一)、做好轧机轴承使数据统计(二)、轴承各零件强度要相匹配(三)、采用高质量轴承材料(四)、轧机轴承精度、游隙及配合(五)、改进热处理工艺(六)、在轧机轴承制造过程还应该从以下几方面注意改进。
(七)、轧机轴承的润滑与密封(八)、轧钢机设计与安装(九)、轴承装配(十)、轧制过程中摘要:通过介绍轧机轴承的寿命计算和轧机轴承使用寿命的影响因素,以及轧机轴承失效分析的多年实践经验,进而提出了降低轧机轴承消耗的途径。
关健词:轧机轴承、负荷、使用寿命、工作表面、轴承失效、油膜、润滑、密封、过载、偏载、窜辊、装配、精度、密合度、失效分析。
为了增强轧钢产品的市场竞争力,轧钢厂对轧机轴承的消耗成本及轧钢机作业率都提出了更高的要求;为什么轧制同样的产品,而不同的轧机不同的轴承或同样的轧机同样的轴承或不同的现场使用条件,轧机轴承的使用寿命差距很大,各单位的吨钢轧机轴承消耗及因轴承问题影响的轧钢机作业率有很大的不同。
下面就如何降低轧机轴承消耗,从轧机轴承本身及应用等多方面给予分析提示。
一、影响轧机轴承使用寿命的因素从下面的几个基本概念及计算公式中,可以看出影响轧机轴承寿命的因素及变量关系。
(一)、基本额定寿命基本额定寿命:是指单个轴承或一组在相同条件下运转的近于相同的轴承,其可靠性为90%时的寿命。
L10 =(C/P)ε式中:L10——基本额定寿命百万转C——基本额定动负荷牛顿NP——当量负荷牛顿Nε——寿命指数(球轴承ε=3,滚子轴承ε=10/3)对于转速恒定的轴承寿命用工作时数表示为:L10h=(C/P)ε×106/60n式中:L10h——基本额定寿命小时hn——轴承工作转速转/分钟 r/min 由式中可以看出,轴承基本额定负荷越大及轴承转速越低,轴承基本额定寿命就越长。
影响轧机轴承使用寿命的原因分析作者:赵英杰来源:《科技创新与应用》2015年第27期摘要:影响轧机轴承使用寿命的因素有很多,轴承材质、结构设计、制造精度、安装与密封、润换、冷却等一系列内外因素都会对轧机轴承的使用寿命产生影响,文章结合实际工作经验,对各种影响因素进行了梳理总结。
关键词:轧机轴承;使用寿命;工况条件引言轧机轴承是轧机的重要部件,在轧机运转过程中,轴承支撑着轧辊,承受着轧辊轧制力的同时保持着轧辊的正确位置,轧机轴承质量是否可靠以及寿命的长短直接影响着轧机运行的可靠性,因此,必须对影响轴承寿命的因素进行分析。
1 材质对轧机轴承寿命的影响1.1 碳化物对轴承寿命的影响高碳轴承钢进过淬火和低温回火处理后组织会变为未溶碳化物、针状马氏体以及残余奥氏体,未溶碳化物含量和碳化物形态分布、针状马氏体大小和残余奥氏体会影响轴承的表观性能,轴承钢未溶碳化物含量越低,则轴承钢的硬度越高,其原因就在于未溶碳化物含量越少,马氏体基体的碳浓度就会提高,硬度也就越高。
经过淬火处理的轴承钢中存在的少量未溶碳化物有助于提高轴承的耐磨度,也有助于细晶粒隐晶马氏体的获得,从而改善轴承的韧度和抗疲劳强度;碳化物的颗粒大小对轴承寿命影响也非常大,轴承钢碳化物颗粒小于0.6um,其使用寿命会显著提升,高质量的轴承钢其碳化物颗粒的大小要远远低于一般轴承钢,并且碳化物颗粒的分布也更加均匀,不会以带状分布呈现;网状碳化物分布会对基体晶粒之间的联系产生影响,从而会降低轴承的抗疲劳极限,当滚动体与滚道之间的应力超过了疲劳极限,就出逐渐产生裂纹从而缩短轴承寿命。
1.2 贝氏体对轴承寿命的影响贝氏体组织的特性会提高碳铬轴承钢的比例极限、抗弯强度、屈服强度和断面收缩率,提高轴承钢的耐韧性,增强轴承承受冲击力、断裂力、摩擦力的能力,同时也有助于轴承尺寸的良好保持性。
2 轧机工况条件对轴承使用寿命的影响大量的实验数据表明,恶劣的工况条件是造成轧机轴承早期失效的主要原因,通常所说的轴承使用工况条件主要包括了载荷及其分布,润滑、密封、速度传递、工作温度、散热条件等,轴承质量和使用部位相同的情况下,工况条件不同则其使用寿命就会存在较大的差距。
提高轧机轴承使用寿命的措施
朱长伟;李晓华
【期刊名称】《轴承》
【年(卷),期】2006(000)011
【摘要】对轧机轴承失效的原因进行了分析,结果表明有40%~50%的轴承失效是由于安装调整、使用和维护不当造成的.从使用的角度,提出了提高轴承使用寿命的措施,如:提高轴承座孔间的同轴度,并适当加大轴承座孔的公差;改善润滑方式;合理选择及安装轴承;采用轴承换位工作法等.实践证明,效果良好.
【总页数】3页(P5-7)
【作者】朱长伟;李晓华
【作者单位】包钢集团,棒材厂,内蒙古,包头,014010;杭州铣床制造有限公司,杭州,314422
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.33;TG333.17
【相关文献】
1.提高大型圆锥辊子轴承在轧机中的使用寿命探析 [J], 王德滨
2.延长棒线卡盘轧机轧辊轴承使用寿命的措施 [J], 魏新江;谢国谊;朝文锋
3.提高高线粗中轧机轧辊轴承使用寿命的措施 [J], 吴春东
4.轧机轴承使用寿命提高的方法与实践 [J], 苏剑;黄立恒
5.关于影响轧机轴承使用寿命的因素分析及控制措施 [J], 王勇民;王清;李俊强
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轧机轴承精度等级提高的优点
机械产品的质量包括三大方面,就是精度、性能和寿命。
轧机轴承作为机械基础件产品和精密机械产品,对这三方面的要求更为严格。
用近几年国家轴承质检中心的国家监督抽查数据来说话,平均合格率不到70%,而检测和判定依据仅为国家标准和行业标准,其中寿命标准考核只要求达到额定寿命,就可想而知国产轴承的质量状况。
轧机轴承精度等级提高了,虽然轴承单套成本提高,但是带来了以下优点:
(1)、轴承零件的内应力减少,使轴承零件尺寸稳定,减少零件裂纹因素,有利于轴承寿命提高。
(2)、轴承工作表面的粗糙度等级提高了(粗糙峰值减小),有利于轴承润滑油膜的形成与保护,使轴承疲劳寿命显著提高。
(3)、轴承配合表面的粗糙度等级提高了,使轴承配合更可靠,避免配合产生“爬动”,有利于轴承寿命的提高。
(4)、高速性更好,减少轴承发热,有利于轴承寿命提高。
(5)、综合轴承消耗降低,轧机作业率提高。
在轧机轴承的使用过程中,可根据轴承损坏的情况来判断轴承游隙是否合适。
(1)轴承烧毁,如果不是因为“辊爬”、相关零件相蹭和润滑不良而引起轴承过热,则可以认为轧机轴承工作游隙过小造成。
(2)轴承套圈和滚子碎裂,如果不是原材料、轴承质量、冲击负荷过大及安装不良等原因,就可以认为是轧机轴承工作游隙过大,使轴承负荷包角过小(理想负荷包角是120度--150度),造成材料单位面积应变压力大,滚子负荷大引起的。
另外,使用不同厂家的轧机轴承互换使用时,一定要注意轧机轴承游隙的选配标准是否一样(也就是轴承外组件内圆尺寸及公差是否一致),内圈滚道尺寸及公差值是否一样、游隙是否一样,否则轴承不能互换。
(由龙马轴承整理提供)。
延长HC轧机中间辊轴承使用寿命的技术改进摘要:随着国民经济的发展和科技的进步,市场对冷轧板带的质量要求越来越高。
国内现有的169条冷轧产线和7 973万吨冷轧实际产能使市场竞争异常激烈,降低生产成本已成为企业谋求发展的重要途径。
轧辊轴承作为轧机的主要大型消耗部件之一,价格昂贵,轴承的使用寿命对轧制成本和生产效率有着重要的影响。
文章主要通过延长HC轧机中间辊轴承使用寿命技术改进。
关键词:中间辊轴;技术改进冷轧板带作为作为钢铁产品链中最为高端的一部分,广泛应用于大小家电、汽车、门业、电器(气)橱柜及冷轧延伸产品(镀锌、彩涂)等行业。
随着国民经济的发展和科技的进步,市场对冷轧板带的质量要求越来越高。
国内现有的169条冷轧产线和7 973万t冷轧实际产能使市场竞争异常激烈,降低生产成本已成为企业谋求发展的重要途径。
轧辊轴承作为轧机的主要大型消耗部件之一,价格昂贵,轴承的使用寿命对轧制成本和生产效率有着重要的影响。
轧辊轴承工况恶劣,承受负荷大,磨损严重,故障机理复杂,同时又受到随机性参量的干扰,故障诊断与监测、使用维修历来存在较大的困难,轴承烧损等事故时有发生,严重时甚至损坏轧辊造成重大损失并严重影响生产的正常秩序。
轴承的使用寿命是指轴承在主机良好的工况条件下运转至轴承滚动表面出现金属疲劳剥落时的运行时间。
轴承的失效报废主要有以下三种:①轴承元件的滚动接触表面出现严重的疲劳剥落,这是正常失效形式,与被轧钢板的的产量有关;②辊颈与轴承内环发生粘结(即轴承烧损)而报废,属非正常失效,与被轧钢板的的产量没有直接关系;③轴承内部保持架、垫圈、挡边因过渡磨损而损坏。
由于轴承烧损而停产带来的损失远大于轴承本身价值,所以提高轧辊轴承性能、改善轴承的承载环境能够有效地提高轧钢的生产效益。
因此分析研究轧辊轴承失效原因,以采取相应措施提高轧辊轴承的使用寿命、最大程度地减少轧辊轴承的消耗就显得十分重要并具有长远意义。
1 课题背景我厂冷连轧机组自投产后工作辊及中间辊轴承频频出现烧损,与之相关的轴承座、轧辊也不断被烧伤、报废,每次烧损后的轴承备件损失和轴承座修复大约3万元,如果轴承烧损严重导致轴承座直接报废的境界损失大约在8万元左右。
延长轴承寿命的方法轴承是机械设备中不可或缺的部件,其作用是支撑和转动机械设备中的轴。
轴承的寿命直接影响着机械设备的使用寿命和性能,因此延长轴承寿命是非常重要的。
下面介绍几种延长轴承寿命的方法。
1.正确安装轴承正确的安装轴承是延长轴承寿命的关键。
在安装轴承时,应该遵循轴承的安装规范,保证轴承与轴的配合间隙合适,避免过紧或过松。
同时,在安装时应该注意轴承的方向,避免安装反向或倾斜。
2.保持轴承清洁轴承在使用过程中会受到灰尘、污垢等污染物的影响,这些污染物会加速轴承的磨损和老化。
因此,保持轴承清洁是延长轴承寿命的重要方法。
在清洗轴承时,应该使用专用的清洗剂,避免使用酸碱性强的清洗剂,以免对轴承造成损害。
3.正确润滑轴承轴承需要润滑剂的保护,以减少摩擦和磨损。
正确的润滑方法可以延长轴承寿命。
在润滑时,应该选择适当的润滑剂,避免使用过量或不足的润滑剂。
同时,应该定期更换润滑剂,避免润滑剂过期或变质。
4.避免过载轴承在过载的情况下容易受到损坏,因此避免过载是延长轴承寿命的重要方法。
在使用机械设备时,应该遵循设备的额定负载,避免超负荷使用。
5.定期检查轴承定期检查轴承是延长轴承寿命的重要方法。
在检查时,应该注意轴承的磨损情况、润滑情况和安装情况等。
如果发现轴承存在问题,应该及时更换或维修。
总之,延长轴承寿命需要从多个方面入手,包括正确安装、保持清洁、正确润滑、避免过载和定期检查等。
只有综合考虑这些因素,才能有效地延长轴承的使用寿命,提高机械设备的性能和可靠性。
轧机轴承寿命的提高一、轧机轴承特点滚子与滚道为线接触或修下线接触,径向承载能力大,适用于承受重负荷与冲击负荷。
摩擦系数小,适合高速,极限转速接近深沟球轴承。
可轴向移动,能适应因热膨胀或安装误差引起的轴与外壳相对位置的变化,可作自由端支承使用。
对轴或座孔的加工要求较高,轴承安装后外圈轴线相对偏斜要严加控制,以免造成接触应力集中。
内圈或外圈可分离,便于安装和拆卸。
钢板冲压保持架、对高速轴承或要求运转平稳的轴承,则用实体保持架。
根据使用场合和用户要求,也可设计和提供带玻璃纤维增强塑料制保持架。
二轧机轴承的保养、检修和异常处理为了尽可能长时间地以良好状态维持轴承本来的性能,须保养、检修、以求防事故于未然,确保运转的可靠性,提高生产性、经济性。
保养最好相应机械运转条件的作业标准,定期进行。
内容包括监视运转状态、补充或更换润滑剂、定期拆卸的检查。
作为运转中的检修事项,有轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等等。
三影响轧机轴承寿命的因素及其控制1 影响轴承寿命的材料因素滚动轴承的早期失效形式,主要有破裂、塑性变形、磨损、腐蚀和疲劳,在正常条件下主要是接触疲劳。
轴承零件的失效除了服役条件之外,主要受钢的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态制约。
影响这些性能和状态的主要内在因素有如下几项。
1.1淬火钢中的马氏体高碳铬钢原始组织为粒状珠光体时,在淬火低温回火状态下,淬火马氏体含碳量,明显影响钢的力学性能。
强度、韧性在0.5%左右,接触疲劳寿命在0.55%左右,抗压溃能力在0.42%左右,当GCr15钢淬火马氏体含碳量为0.5%~0.56%时,可以获得抗失效能力最强的综合力学性能。
应该指出,在这种情况下获得的马氏体是隐晶马氏体,测得的含碳量是平均含碳量。
实际上,马氏体中的含碳量在微区内是不均匀的,靠近碳化物周围的碳浓度高于远离碳化物原铁素体部分,因而它们开始发生马氏体转变的温度不同,从而抑制了马氏体晶粒的长大和显微形态的显示而成为隐晶马氏体。
它可避免高碳钢淬火时易出现的显微裂纹,而且其亚结构为强度与韧性均高的位错型板条状马氏体。
因此,只有当高碳钢淬火时获得中碳隐晶马氏体时轴承零件才可能获得抗失效能力最佳的基体。
1.2淬火钢中的残留奥氏体高碳铬钢经正常淬火后,可含有8%~20%Ar(残留奥氏体)。
轴承零件中的Ar有利也有弊,为了兴利除弊,Ar含量应适当。
由于Ar量主要与淬火加热奥氏体化条件有关,它的多少又会影响淬火马氏体的含碳量和未溶碳化物的数量,较难正确反映Ar量对力学性能的影响。
为此,固定奥氏条件,利用奥氏体体化热稳定化处理工艺,以获得不同Ar量,在此研究了淬火低温回火后Ar含量对GCr15钢硬度和接触疲劳寿命的影响。
随着奥氏体含量的增多,硬度和接触疲劳寿命均随之而增加,达到峰值后又随之而降低,但其峰值的Ar含量不同,硬度峰值出现在17%Ar左右,而接触疲劳寿命峰值出现在9%左右。
当试验载荷减小时,因Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小。
这是由于当Ar量不多时对强度降低的影响不大,而增韧的作用则比较明显。
原因是载荷较小时,Ar发生少量变形,既消减了应力峰,又使已变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化。
但如载荷大时,Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂,从而使寿命降低。
应该指出,Ar的有利作用必须是在Ar稳定状态之下,如果自发转变为马氏体,将使钢的韧性急剧降低而脆化。
1.3淬火钢中的未溶碳化物淬火钢中未溶碳化物的数量、形貌、大小、分布,既受到钢的化学成分和淬火前原始组织的影响,又受奥氏体化条件的影响,有关未溶碳化物对轴承寿命的影响研究较少。
碳化物是硬脆相,除了对耐磨性有利之外,承载时因会(特别是碳化物呈非球形)与基体引起应力集中而产生裂纹,从而会降低韧性和疲劳抗力。
淬火未溶碳化物除了自身对钢的性能产生影响之外,还影响淬火马氏体的含碳量和Ar含量及分布,从而对钢的性能产生附加影响。
为了揭示未溶碳化物对性能的影响,采用不同含碳量的钢,淬火后使其马氏体含碳量和Ar含量相同而未溶碳化物含量不同的状态,经150℃回火后,由于马氏体含碳量相同,而且硬度较高,因而未溶碳化物少量增高对硬度增高值不大,反映强度和韧性的压溃载荷则有所降低,对应力集中敏感的接触疲劳寿命则明显降低。
因此淬火未溶碳化物过多对钢的综合力学性能和失效抗力是有害的。
适当降低轴承钢的含碳量是提高制件使用寿命的途径之一。
淬火未溶碳化物除了数量对材料性能有影响之外,尺寸、形貌、分布也对材料性能产生影响。
为了避免轴承钢中未溶碳化物的危害,要求未溶碳化物少(数量少)、小(尺寸小)、匀(大小彼此相差很小,而且分布均匀)、圆(每粒碳化物皆呈球形)。
应该指出,轴承钢淬火后有少量未溶碳化物是必要的,不仅可以保持足够的耐磨性,而且也是获得细晶粒隐晶马氏体的必备条件。
1.4淬火回火后的残留应力轴承零件经淬火低温回火后,仍具有较大的内应力。
零件中的残留内应力有利和弊两种状态。
钢件热处理后,随着表面残留压应力的增大,钢的疲劳强度随之增高,反之表面残留内应力为拉应力时,则使钢的疲劳强度降低。
这是由于零件的疲劳失效出现在承受过大拉应力的时候,当表面有较大压应力残存时,会抵消同等数值的拉应力,而使钢的实际承受拉应力数值减小,使疲劳强度极限值增高,当表面有较大拉应力残存时,会与承受的拉应力载荷叠加而使钢的实际承受的拉应力明显增大,即使疲劳强度极限值降低。
因此,使轴承零件淬火回火后表面残留较大的压应力,也是提高使用寿命的措施之一(当然过大的残留应力可能引起零件的变形甚至开裂,应给予足够重视)。
1.5钢的杂质含量钢中的杂质包括非金属夹杂物和有害元素(酸溶)含量,它们对钢性能的危害往往是相互助长的,如氧含量越高,氧化物夹杂物就越多。
钢中杂质对力学性能和制件抗失效能力的影响与杂质的类型、性质、数量、大小及形状有关,但通常都有降低韧性、塑性和疲劳寿命的作用。
随着夹杂物尺寸的增大,疲劳强度随之而降低,而且钢的抗拉强度越高,降低趋势加大。
钢中含氧量增高(氧化物夹杂增多),弯曲疲劳和接触疲劳寿命在高应力作用下也随之降低。
因此,对于在高应力下工作的轴承零件,降低制造用钢的含氧量是必要的。
一些研究表明,钢中的MnS夹杂物,因形状呈椭球状,而且能够包裹危害较大的氧化物夹杂,故其对疲劳寿命降低影响较小甚至还可能有益,故可从宽控制。
2 影响轴承寿命的材料因素的控制为了使上述影响轴承寿命的材料因素处于最佳状态,首先需要控制淬火前钢的原始组织,可以采取的技术措施有:高温(1050℃)奥氏体化速冷至630℃等温正火获得伪共析细珠光体组织,或者冷至420℃等温处理,获得贝氏体组织。
也可采用锻轧余热快速退火,获得细粒状珠光体组织,以保证钢中的碳化物细小和均匀分布。
这种状态的原始组织在淬火加热奥氏体化时,除了溶入奥氏体中的碳化物外,未溶碳化物将聚集成细粒状。
当钢中的原始组织一定时,淬火马氏体的含碳量(即淬火加热后的奥氏体含碳量)、残留奥氏体量和未溶碳化物量主要取决于淬火加热温度和保持时间,随着淬火加热温度增高(时间一定),钢中未溶碳化物数量减少(淬火马氏体含碳量增高)、残留奥氏体数量增多,硬度则先随着淬火温度的增高而增加,达到峰值后又随着温度的升高而降低。
当淬火加热温度一定时,随着奥氏体化时间的延长,未溶碳化物的数量减少,残留奥氏体数量增多,硬度增高,时间较长时,这种趋势减缓。
当原始组织中碳化物细小时,因碳化物易于溶入奥氏体,故使淬火后的硬度峰移向较低温度和出现在较短的奥氏体化时间。
综上所述,GCrl5钢淬火后未溶碳化物在7%左右,残留奥氏体在9%左右(隐晶马氏体的平均含碳量在0.55%左右)为最佳组织组成。
而且,当原始组织中碳化物细小,分布均匀时,在可靠地控制上述水平的显微组织组成时,有利于获得高的综合力学性能,从而具有高的使用寿命。
应该指出,具有细小弥散分布碳化物的原始组织,淬火加热保温时,未溶的细小碳化物会聚集长大,使其粗化。
因此,对于具有这种的原始组织轴承零件淬火加热时间不宜过长,采用快速加热奥氏体化淬火工艺,将可获得更高的综合力学性能。
为了使轴承零件淬回火后表面残留较大的压应力,可在淬火加热时通入渗碳或渗氮的气氛,进行短时间的表面渗碳或渗氮。
由于这种钢淬火加热时奥氏体实际含碳量不高,远低于相图上示出的平衡浓度,因此可以吸碳(或氮)。
当奥氏体含有较高的碳或氮后,其Ms降低,淬火时表层较内层和心部后发生马氏体转变,产生了较大的残留压应力。
GCrl5钢以渗碳气氛和非渗碳气氛加热淬火(均经低温回火)处理后,经接触疲劳试验可以看出,表面渗碳的寿命比未渗碳的提高了1.5倍。
其原因就是渗碳的零件表面具有较大的残留压应力。
3 结论影响高碳铬钢滚动轴承零件使用寿命的主要材料因素及控制程度为:(1)钢在淬火前的原始组织中的碳化物要求细小、弥散。
可采用高温奥氏体化630℃、或420℃高温,也可利用锻轧余热快速退火工艺来实现。
(2)对于GCr15钢淬火后,要求获得平均含碳量为0.55%左右的隐晶马氏体、9%左右Ar和7%左右呈匀、圆状态的未溶碳化物的显微组织。
可利用淬火加热温度和时间来控制得到这种显微组织。
(3)零件淬火低温回火后要求表面残留有较大的压应力,这有助于疲劳抗力的提高。
可采用在淬火加热时进行表面短时间渗碳或渗氮的处理工艺,使得表面残留有较大的压应力。
(4)制造轴承零件用钢,要求具有较高的纯净度,主要是减少O2、N2、P、氧化物和磷化物的含量。
可采用电渣重熔,真空冶炼等技术措施使材料含氧量≤15PPM为宜。