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）。
3 r6 }* H1 G( x( D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。
5 [0 \8 Y3 T: 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。
6 O" z/ z# s: y: }/ C: E
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，
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。
. {% w% L+ Z9 n0 `& y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：
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;
0 I9 s" v7 Y2 `( V6 N" E2.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.
0 \- L; n5 g% n& Q6 q3.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.

8 i# Q! B" v- T" U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:
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:
! _+ Z8 w) e7 M9 s3 v/ Z   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;
3 x4 H+ n9 @# ?" |9 M. o2 @   b.减小加热的速度(也可增加为多级预热);
/ x# d+ s. S$ p8 q6 Q" ~+ Q  C2 Q- y   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;
& [% i9 h% x; E3 @4 q   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.
/ {6 g6 ?. ~6 {  N2 p3 s8 \
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.

- H8 I, @% n2 V# C" U" m[ 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。
( c7 N: ]) F$ t: s! _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.

; O# M9 f& x; \8 o) G/ M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".
/ W1 [8 G: X& f; v; m
4 r0 w2 ]& g3 d7 d如果抛开结构设计的合理性,那就是热处理的重要性了.
# ]. L+ B/ @$ ~& V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.
+ g* S& g' J0 Q2 i- p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.

: g: x0 {- }0 d5 `( ?. J/ J当然了,这还要从设计者的理念转变开始.
9 y% F5 V2 g, ?0 u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"

% ?. e5 c8 O+ U" q+ i6 e* d* v) G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。
( f! q0 A6 s1 E( i  G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。
, d9 g: f+ F) s' b' V
( m. m/ Y+ b; q/ q6 g* |( ~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.”
4 ]- L3 O/ m( g' h2 w* R* E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。