轴承外圈淬火后变形修正问题

sniper1980

工作中遇到难题，本人对热处理了解甚少，请有类似经验的朋友指点，谢谢
问题如下：
( `6 v3 }! f5 y) `6 I轴承材料GCr15，热处理后最终硬度HRC60-65，回火温度160度，但是外圈热处理后容易变形（直径越大，壁越薄的变形越大）。
现需要做一个设备，来修正热处理后的变形（大部分变形为椭圆），现在轴承厂的做法是撑轴承内圈来达到修正目的（撑完后要带着撑子回火），而且效率非常低。
8 i( q+ L; Z- o9 b8 J8 e' C" T现在的想法是通过压来达到修正目的，但是存在的问题是淬火回火后的温度是160度，完全冷却到室温需要时间4小时，如果冷却到室温，马式体完全形成并稳定，则需要很大的修正力才可以达到修正效果，而且有出现裂纹的危险，还要在后面增加探伤工序，增加很多成本。
/ x- S, Z* t: f; m+ ?
请高人给出可行方案，谢谢。

xutie

轴承外圈尺寸有多大？用压来控制，比较难，即使是压床淬火，其压力也是脉动的，不是一直不变的？
& g6 |  K2 H) \7 ~0 r' e! C椭圆变形应该和淬火装夹方式和淬火的工艺关系比较密切

sniper1980

外圈尺寸50-200，
另外我了解到的情况是现在国内各大轴承厂都面临这样的问题，淬火都存在着变形，也都需要修正。
4 b1 z; B6 j( {3 m  M% s) o修正的方法也就不无外呼是压或者撑。请楼上仁兄具体指点一下，谢谢

williswon

这种变形与很多方面有关系,原材料、机械加工、热处理工艺：
0 ^, C) Y4 s" H; F* h0 p/ O1.原材料:原材料的组织及成分的均匀度,对于高精度的零件这方面是相当重要的.可以通过高温扩散退火来改善组织及成分的不均匀度;
( U; m6 i5 x% ?# M3 o; K2.机械加工由于大副度的改变材料的形状,使得原材料本身的应力重新分布,再加上机械加工本身的切削及研磨应力残留,以至热处理后的变形较大.
6 Q1 b+ L4 ~0 V; @# i' L3 Z3.热处理工艺:由于热处理本身加热和冷却会引起组织变化,体积变化,而引致变形.因此热处理工艺的合理性非常重要.

9 l! p* b5 J$ J" g" D2 Z改善方向:
1.原材料应该对退火组织进行检查,球化组织的等级及均匀度,低倍组织观察材料本身是否存在偏析及严重程度,对于GCr15,还要检查液析相(共晶碳化物)的分布,这一点也尤其重要,直接关系到热处理后的性能和变形;
2 j  T" G; X7 i; _2 d% d; H$ \2.对于高精度零件热处理前的加工也是影响很大的,通常流程如下:
精加工→去应力退火(较高温度)→精加工→去应力退火(较低温度)→热处理
3.热处理工艺:
   a.工装的方式,必须考虑到零件在温下的受力状态,尤其是自重引起的问题;
- ~% Z  p4 V, K, C- S   b.减小加热的速度(也可增加为多级预热);
/ j+ Y# V/ O; x, q% V3 @   c.淬火加热温度的控制.应尽可能取较低的淬火加热温度,及适当的保温时间;另外炉内温度及气氛分布的均匀性也需要加以控制和监测;
/ @1 v, B6 N. U: J8 ]: v" b" ^6 ]   d.冷却速度:这关系到冷却介质及方式,介质必须在高温段有较快的冷却速度,而低温段的冷却速度较慢.可以采用马氏体分级淬火或盐浴淬火的方式,这样淬火应力会小很多,因而引起的变形也会小很多.
4.热处理后的校正:对于GCr15轴承圈以热校正的方法比较好,可以减小校正裂纹的产生.
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$ S. f" Y3 R% o3 K/ `/ V" d+ @如果能做好以上的1~3项,椭圆形变形基本可以解决,或变化微小.

[ 本帖最后由 williswon 于 2007-7-2 13:13 编辑 ]

sniper1980

首先谢谢楼上的朋友，但是有一点是必须清楚的，校正是必须的，因为他已经发生了，我不可能要求厂家去改进淬火工艺，
他改进了工艺就不买我们设备了，而且“改进工艺所需要的费用要远远大于之后再修正的费用”这是轴承厂工艺人员的原话。
您说的第四条对我一定帮助，谢谢。

williswon

热处理变形不可避免,但是可以减小.这是要综合多方面的因素.
作为一个热处理工作者,不仅要懂得热处理后的校正,更为重要的是热处理变形的控制.
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2 N$ \- g- ?0 O为什么各个行业内都涉及到这样一个现象:
"这个设备还是美国的或者日本的好用,中国的真水,用几个月就不行了".

) w" ]+ c# n+ _' K: u+ U如果抛开结构设计的合理性,那就是热处理的重要性了.
就拿轴承来讲,搞设备的谁不承认进口轴承的质量要比国产的要好,寿命上就长好几倍.
3 N5 c5 c) j. g, m. T只治标不治本,抛开源头去治病,中国的产品质量怎么能抓上去.

7 |( ^9 M& T/ Y1 i当然了,这还要从设计者的理念转变开始.
谁不想要物美价廉的物品,但是国内目前能看到的多数是价廉物不美的产品.如果能把设计关基础打好,虽然说制造成本有所提高,但是与进口产品对比,质量提高了,而价格并不比他们贵,这时候我才敢真真地说一句"价美物廉"
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不知楼主赞同我的观点不?

sniper1980

你观点没错，但是和题差的比较远，
我们这里只需要讨论轴承热处理后发生形变如果校正的问题。
我看过一条进口的轴承生产线，其中也包括热处理后对变形轴承外圈的修正的一台瑞士产的设备，价格4000千万元，
可惜不让看工作原理，只知道是校正用的。和他们的技术人员交流，这个问题（热处理后变形需要校正）是很多轴承面临的问题，包括国外的一些轴承厂。
! g1 Q6 T# ?" J- O. I
! y6 w- C8 p" E& w% ~- S' d. }# ?还有你在4#中提到“如果能做好以上的1~3项,椭圆形变形基本可以解决,或变化微小.”
那1-3条相信这些轴承厂也会知道，但是却没有能处理的很好的。