高碳鉻軸承鋼的熱處理

 軸承鋼零件一般要經(jīng)過球化退火作為預先熱處理，淬火和低溫回火作為最終熱處理。

 1，球化退火

軸承鋼進貨前，成分、低倍、非金屬夾雜物、網(wǎng)狀碳化物、帶狀碳化物、液析碳化物的檢驗應屬進貨檢驗環(huán)節(jié)，各項指標檢驗合格后，才可以進行后續(xù)加工。

軸承鋼經(jīng)過正常的工藝規(guī)范進行熱變形后，得到的是細片狀珠光體，硬度較高，難于加工。故需要進行球化退火，以降低硬度，改善切削加工性能。這一環(huán)節(jié)還有一個最重要目的就是要得到均勻的細粒狀球化珠光體，這是為最終熱處理做好組織準備的重要環(huán)節(jié)。

球化退火工藝如圖6所示。GCr15的退火加熱溫度范圍是770-810℃，790℃被認為是比較適宜溫度。如果加熱溫度過高，奧氏體中未溶碳化物量過少，奧氏體成分被均勻化，冷卻后得到是粗片狀珠光體或有大塊聚積碳化物，這是不合格的過熱組織。如果加熱不足，片狀珠光體溶解不充分，奧氏體成分很不均勻，冷卻過程中碳化物沿著原片層析出或呈細小的鏈狀，這是加熱不足組織，硬度也偏高。保溫時間的作用是使毛坯熱透并完成所必須的相變過。適當延長保溫時間，可降低網(wǎng)狀碳化物級別。保溫30-40分鐘，可使＜3.5級的網(wǎng)狀基本球化。因此，從內部組織轉變出發(fā)，保溫1小時就足夠了，當然，實際生產(chǎn)中須根據(jù)裝爐情況具體確定保溫時間，以最后到溫的工件保溫足夠為準。

 GCr15球化退火工藝

  連續(xù)冷卻球化退火  b)等溫球化退火

 碳化物的形狀取決于加熱溫度，碳化物的彌散度，取決于冷卻速度。

冷卻速度大，碳化物的彌散度高，硬度也高。冷卻速度對球化退火的合格率有很大影響，生產(chǎn)上一般控制在10-30℃范圍內，爐內冷到650℃時，可以出爐空冷。

等溫球化退火可以縮短工藝時間。加熱至790℃保溫一定時間后，加快冷卻至720℃等溫3-4小時。裝爐狀況不同，等溫時間以最后到溫工件保溫足1小時即可。等溫球化退火使球化轉變在很窄的溫度范圍內進行，可以得到均勻細小的球化組織。等溫溫度降低，硬度提高，提高等溫溫度，雖可降低硬度，但等溫時間需相應延長，生產(chǎn)上很少采用。

2，淬火回火

軸承零件淬火后一般要滿足以下要求：獲得細小均勻的奧氏體晶粒度（5-8級），顯微組織是隱晶馬氏體基體上均勻分布著細小的碳化物。淬火組織硬度為HRC64-66，未溶碳化物的量應占7-8%左右，殘余奧氏體量≤8%，基體固溶體含碳量在0.5-0.6%之間。為了滿足上述要求，選擇正確的加熱溫度是很重要的。GCr15的淬火加熱溫度區(qū)間在830-860℃范圍，840℃比較常用。如果淬火溫度過低，碳化物溶解少，奧氏體中碳、鉻含量低，淬透性和淬硬均勻性都不能保證。

軸承鋼含碳量高，淬火加熱要采取保護措施避免表面脫碳。淬火后的組織是馬氏體和殘余奧氏體，需要及時回火。軸承鋼的回火溫度一般選用160±5℃，回火時間一般在2.5-3小時以上。具體回火溫度應根據(jù)淬火后的硬度以及回火后的現(xiàn)場要求再確定。

3，尺寸穩(wěn)定處理

精密軸承要求尺寸穩(wěn)定。尺寸不穩(wěn)定是因為淬火、回火后的零件有內應力、回火馬氏體和殘余奧氏體。

為解決此問題，就必須設法使淬火零件的應力和組織得到最大的穩(wěn)定性。低溫回火時未能完全消除的殘留應力在磨削加工后將重新分布。所以，在磨削加工后應該立即用低于原回火溫度的20-30℃的溫度再回火一次，可以及時消除殘留應力，進一步穩(wěn)定組織，提高零件的尺寸穩(wěn)定性。這種回火稱附加回火，保溫時間一般軸承3-5小時，精密軸承要15-24小時回火2次。

更精密的軸承有更高的尺寸穩(wěn)定性要求，減少殘留奧氏體量是有效方法。為了減少殘余奧氏體量，需要進行深冷處理。淬火后的殘留奧氏體有陳化穩(wěn)定現(xiàn)象，深冷處理需要在淬火完成后立即進行，最長不能超過4小時。深冷處理溫度一般在-60℃進行，工件到深冷處理溫度后保溫1小時左右。溫度恢復到室溫后應立即回火。

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