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：
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。
% S+ ?7 D- @- h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。

4 h3 d+ W9 ~& g1 g# A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？
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，
) M# }0 b6 J- \- g% Z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。
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：
) E; t! f" M; m2 D: @1.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;
: H. u+ n* D& T  }+ t* B( y2.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.
9 b8 P; \- v, `% J. `3.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.
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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.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:
+ @. C) ?; P6 w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:
; m5 v- ]- \. i   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;
. b+ U) Q9 o) |2 L' K5 E   b.减小加热的速度(也可增加为多级预热);
) N; v# [) R8 g" U5 x   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;
; }: H' C0 ^6 E0 x  \   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.
( ]7 W: M6 C: l  z2 o4.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.
# q: T+ d% p6 Y* R& x" l0 w
. v( |% q  U1 G4 t' k/ L0 X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.

( O; i" i2 j/ R9 }8 ^) r[ 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。
. `8 o2 W9 n: k6 K3 q! q9 P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.
7 Q4 h. o- c  d0 C# |; x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.
% p) c4 x" c% f: n9 X; Z
# n/ \. o9 s0 r3 a; m) C& j为什么各个行业内都涉及到这样一个现象:
7 a' z; {" @  b) K/ k, n"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".
' k/ D( C6 `0 @, e+ ^8 c0 d
如果抛开结构设计的合理性,那就是热处理的重要性了.
& `& b: I# |. X7 C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.
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.

/ ?$ N9 |8 B. I" d+ N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，
" U6 d7 n7 P* D" y, S6 P6 j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。
0 Y( `( x" M8 c6 o5 p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。
8 [! D) t0 z2 e/ ^
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.”
. ~# L8 z/ i- y- i6 ^, n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。