轴承钢的热处理

轴承钢珠热处理
轴承钢珠热处理是一种重要的工艺过程，它对轴承钢珠的质量和性能有着直接影响。

热处理的目的是通过改变钢珠的组织结构和性质，提高其强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等方面的性能，从而满足不同领域的使用要求。

常用的热处理方法包括调质、淬火、回火、正火、淬硬和退火等。

其中，调质是最常见的一种方法，它通过将轴承钢珠加热到适当的温度，使其组织转变为马氏体，然后迅速冷却，使钢珠表层具有高强度和硬度，内部则具有一定的韧性和塑性。

淬火是一种快速冷却的方法，它可以使钢珠表面硬度大幅度提高，但同时也会使其脆性增加，因此需要进行回火处理来提高其韧性。

正火是一种缓慢冷却的方法，它可以使钢珠组织结构更为均匀，提高其强度和韧性。

除了上述常用的热处理方法，还有一些新型的热处理技术正在不断发展，如等离子渗碳、高能束处理、激光处理等。

这些技术具有加工效率高、处理效果好、环保等优点，将在未来得到广泛应用。

在进行轴承钢珠热处理时，需要严格控制加热温度、冷却速度、保温时间等参数，以保证处理效果和产品质量。

同时，还需注意保护环境和节约能源，避免环境污染和能源浪费。

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滚动轴承的热处理加工工艺：对于轴承，通过热处理可以具备以下性能：高的接触疲劳性，用于抵抗疲劳破坏能延长寿命；高的耐磨性，防止过早磨损，使轴承精度和旋转精度下降，影响机器运转，寿命下降；高的弹性极限，防止在接触应力下发生塑性变形；合适的硬度，能保证轴承的寿命；一定的韧性；良好的尺寸稳定性，防止轴承零件因内在组织或应力变化导致精度丧失；较高的尺寸精度；一定的抗腐蚀性和良好的工艺性（冷、热成形性，热处理性能、机械加工性能等）。

对于大多数滚动轴承钢，其热处理工艺主要为球化退火、淬火和低温回火。

球化退火：一般作为预备热处理，钢经锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，难以切削加工，在淬火过程中也容易变形和开裂。

经球化退火后，可得到球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体上，不仅硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶体不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。

淬火：淬火时采用较低的淬火温度，即下限的温度，以减少应力和残余奥氏体量，淬火介质的温度不能过高，一般为室温。

低温回火：冷处理后在进行低温及长时间的回火,以及减少应力，并获得M，以保证高硬度和高耐磨性以我国目前常用的GCr15为例：1.淬火：查相关资料，GCr15采用加热到650然后保温一段时间，再继续升温直到（820～840℃），在冷油介质中冷却。

图 12.深冷和回火采用淬火冷却以后（-75～78℃，3h）的冷处理可以使淬火后的残余奥氏体继续转变为马氏体，减少了残余奥氏体量。

冷处理后的低温回火（150～160，3h）是为了减小冷处理时所产生的内应力。

150～160℃3h时间/h冷处理-75～78℃，3h 图 23.低温人工时效和去应力退火采用低温回火处理以后，再进行（110～120℃，36h ）的长时间低温人工时效处理，有利于冷处理后尚存的极少的残余奥氏体得到稳定，并且还可以使马氏体正方度和残余应力减低至最小程度，获得高的硬度和耐磨性。

工艺课程设计〔论文〕题目：GCr15轴承钢热处理工艺设计院〔系〕：专业班级：学号：学生某某：指导教师：起止时间：课程设计〔论文〕任务与评语目录1 GCr15轴承钢热处理概述12 GCr15轴承钢热处理工艺设计2GCr15轴承钢的服役条件、失效形式与性能要求22.1.1 服役条件、失效形式22.1.2 性能要求222.3 GCr15钢的C曲线3GCr15轴承钢的热处理工艺设计32.4.1 GCr15轴承钢的工艺流程42.4.2 GCr15轴承钢的热处理工艺设计52.5 GCr15轴承钢的热处理工艺理论根底、原如此62.5.1 GCr15轴承钢的球化退火工艺理论根底、原如此62.5.2 GCr15轴承钢淬火工艺原理72.5.3 GCr15轴承钢回火工艺理论根底、原如此102.6选择设备、仪表和工夹具111113142.7 GCr15轴承钢热处理质量检验项目、内容与要求142.8 GCr15轴承钢热处理常见缺陷的预防与补救方法15152.8.2淬火、回火缺陷与预防、补救16172.9.1GCr15轴承钢球化退火工艺卡182.9.2GCr15轴承钢淬火工艺卡192.9.3GCr15轴承钢回火工艺卡203.参考文献221 GCr15轴承钢热处理概述对轴承钢的冶炼质量要求很高，需要严格控制硫、磷和非金属夹杂物的含量和分布，因为非金属夹杂物的含量和分布对轴承钢的寿命影响很大。

对轴承钢的根本质量要求就是纯净和组织均匀。

纯净就是杂质元素与非金属杂物要少，组织均匀是钢中碳化物要细小，分布要均匀。

夹杂物量愈高，寿命就越短。

为了满足这些性能的要求，常常采用高碳铬轴承钢(GCr15 )经退火、淬火加低温回火的热处理工艺，为了改善冶炼质量，近来已采用电炉冶炼并经电渣重熔，亦可采用真空冶炼，真空自耗精炼等新工艺来提高轴承钢的质量。

高碳铬轴承钢的含碳质量分数比拟高，一次预备热处理是球化退火，主要目的是为了降低硬度，改善切削加工性，同时获得均匀分布的细粒状珠光体，为最终热处理做好组织上的准备。

轴承钢球的热处理方法
轴承钢球是工业生产领域中经常使用的轴承部件，在生产过程中，需
要进行热处理，以提高钢球的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。

以下是轴
承钢球的热处理方法。

一、车床球体修磨
在生产过程中，轴承钢球需要经过一定的车床球体修磨，以达到一定
的精度和表面光洁度。

这一步骤需要注意的是要控制车床温度和钢球
的真圆度，保证加工精度。

二、碳化处理
碳化处理的目的是提高钢球的硬度，耐磨性和抗压能力。

这个过程包
括渗碳和回火两个步骤。

首先，将轴承钢球放到加热炉中进行渗碳处理，使钢球表面形成一层碳化层。

然后将钢球放入回火炉中进行回火，以消除碳化层的脆性，提高钢球的强度和韧性。

三、淬火处理
淬火是提高钢球硬度和耐磨性的关键步骤。

淬火时，先将轴承钢球放
入加热炉中进行均热处理，使钢球表面的温度达到淬火温度。

然后将
钢球迅速放入冷却介质中，使钢球表面迅速冷却，形成马氏体，提高
钢球的硬度和强度。

四、极负载加工
对于一些需要特殊用途的轴承钢球，还需要进行极负载加工。

极负载加工是一种高温高压加工方式，可让钢球表面形成一层合金硬质层，提高钢球的耐磨性和负荷能力。

综上所述，轴承钢球的热处理方法包括车床球体修磨、碳化处理、淬火处理和极负载加工。

通过这些热处理工艺，可以提高轴承钢球的硬度、耐磨性和抗压能力，从而保证轴承的稳定运行。

SAE8620渗碳钢轴承热处理王秀艳谭丕成Heat Treatment for Bearing of SAE8620 SteelWang Xiuyan，Tan Picheng1997年8月，我公司为美国洛克维尔公司生产了23种规格、67294件英制圆锥轴承套圈，材料为美国牌号SAE8620，相当于我国的G20CrNiMoA渗碳轴承钢。

这是我公司首次用此材料大批生产轴承。

为研究轴承性能的稳定性，我们进行了全面工艺试验，达到了满意的效果。

下面仅以IR-RHM218248规格为例进行介绍。

1 G20CrNiMoA钢的性能及材料检验试验用G20CrNiMoA钢的化学成分w（％）为：0.21C，0.46Cr，0.68Ni，0.21Mo，0.025P，0.006S。

经试验分析，晶粒度为6级，脆性夹杂物≤3.0级，塑性夹杂物≤2.0级，点状不变形夹杂物≤2.0级。

钢材表面加工状态良好。

2 热处理工艺2.1 退火采用锻造余热退火，终锻温度为970～940℃，退火工艺曲线见图1。

图1 G20CrNiMoA钢锻造余热退火工艺曲线2.2 渗碳、淬火及回火渗碳淬火及回火工艺曲线见图2。

冷却介质为25～60℃的N32机械油，淬火时用吊车上下串冷5min，串冷后在油槽中静止冷却10min以上。

图2 G20CrNiMoA钢热处理工艺曲线3 试验结果及分析3.1 退火退火后硬度为195HB，组织为方向性的珠光体和铁素体，由于锻造余热退火有效地控制了零件终锻后的冷却速度，控制了魏氏组织的形成，达到了ZBJ 360016标准的要求。

轴承毛坯切削性能良好。

3.2 渗碳直接淬火渗碳直接淬火质量检验结果见表1。

显微组织表面无粗大和网状碳化物。

表1 G20CrNiMoA钢渗碳直接淬火质量检验结果测试结果分析表明，渗碳直接淬火后心部硬度偏低，主要是试样直径尺寸大，冷却不良所致。

G20CrNiMoA钢淬火后，保留了不同含量的残留奥氏体。

本次试验的残留奥氏体含量正常，不会影响二次淬火后硬度。

gcr15热处理硬度
摘要：
1.GCR15 概述
2.GCR15 热处理的目的
3.GCR15 热处理的方法和过程
4.GCR15 热处理后的性能和硬度
5.GCR15 热处理在轴承制造中的应用
正文：
一、GCR15 概述
GCR15 是一种高碳铬轴承钢，是我国轴承行业常用的一种轴承钢。

GCR15 的含碳量高，具有优良的耐磨性和疲劳性能，适合制造高速、高负荷的轴承。

二、GCR15 热处理的目的
GCR15 热处理的主要目的是通过改变其组织结构，提高其硬度和耐磨性，以满足轴承在高负荷、高速下的工作要求。

三、GCR15 热处理的方法和过程
GCR15 的热处理过程主要包括退火、正火、调质和淬火等步骤。

其中，退火是为了消除内部应力，正火是为了改善其加工性能，调质是为了提高其综合力学性能，淬火则是为了提高其硬度。

四、GCR15 热处理后的性能和硬度
经过热处理后的GCR15，其硬度一般在HRC60-65 之间，具有优良的耐
磨性和疲劳性能，可以满足轴承在高负荷、高速下的工作要求。

五、GCR15 热处理在轴承制造中的应用
GCR15 热处理在轴承制造中的应用非常广泛，其优良的性能和硬度使其成为轴承制造的理想材料。

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渗碳轴承钢零件热处理技术要求1范围本文件规定了符合GB/T3203－2016和GB/T33161－2016规定的G15CrMo、G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo、G23Cr2Ni2Si1Mo等渗碳轴承钢制滚动轴承零件渗碳前预备热处理、渗碳一次淬回火和高温回火、二次淬回火、贝氏体等温淬火后的技术要求和检验方法。

本文件准适用于上述渗碳轴承钢制滚动轴承零件的渗碳热处理质量检验，也适用于低碳合金钢制滚动轴承零件的渗碳热处理质量检验。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T230.1－2018金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T231.1－2018金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T4340.1－2009金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T6394－2017金属平均晶粒度测定方法GB/T9450－2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核GB/T24606－2009滚动轴承无损检测磁粉检测JB/T7361－2007滚动轴承零件硬度试验方法3术语和定义3.1（渗碳淬火硬化层）淬硬层深度case-hardened depth（of a carburized and hardened case）从零件表面到维氏硬度值为550HV1处的垂直距离。

［GB/T9450－2005，定义第3章］4技术要求4.1渗碳前预备热处理技术要求4.1.1轴承零件渗碳前应预备热处理，经预备热处理后的硬度不应大于229HBW（压痕直径不应小于4mm）；G20Cr2Ni4制零件预备热处理后硬度不应大于241HBW（压痕直径不应小于3.9mm）。

4.1.2渗碳前轴承零件的平均晶粒度应符合GB/T6394－2017规定的5级或更细的晶粒度级别。

轴承钢（含碳量约0.95～1.10%，含铬量0.5～1.65%）工作条件、性能要求轴承钢的工作条件和热处理特 点 与 热 处 理GCr9GCr15GCr15SiMn GSiMnV GMnMoVRE GSiMnMoV GSiMnVRE GSiMnMoVRE GMnMoV 承受高压而集中的周期性交变负荷，同时不但存在着转动，而且还有由于滑动产生极大的摩擦。

要求高而均匀的硬度和耐磨性、高的弹性极限和接触疲劳强度、足够的韧性，同时在大气或润滑剂中具有一定的抗蚀能力轴承钢应具有足够的淬透性，并对钢的组织均匀性、 碳化物的分布状况，脱碳程度都有严格要求，还需保证尺寸的稳定性。

它的热处理一般首先进行球化退火，然后淬火加低温回火，得到回火马氏体和分布均匀的细粒渗碳体，加上少量的残余奥氏体，回火后硬度为HRC61～65。

对于精密零件和精密轴承淬火后立即进行-70℃以下的冷处理，以尽量减少钢中的残余奥氏体，并在磨削后再进行低温时效。

GCr15：有优良的硬化性和耐磨性，也适宜表面淬硬，淬后硬度≥HRC64，水冷却时，淬裂倾向严重。

表面淬火时，需严格控制加热温度和冷却。

840℃油或热碱淬，200℃回火硬度HRC58～62，当截面为φ65毫米，840℃油淬，620℃回火，硬度HB269～286，150～170℃回火，HRC62～65.通常说的轴承钢是指高碳铬钢，尺寸较大的轴承可采用铬锰硅钢，承受冲击负荷较大的轴承采用20Cr、18CrMnTi、20Cr2Ni4A等合金渗碳钢的也较多。