軸承熱處理知識(shí)

金屬熱處理概念金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度在不同的介質(zhì)中冷卻，通過改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結(jié)構(gòu)來控制其性能的一種工藝。金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要過程之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的，所以，它是機(jī)械制造中的特殊工藝過程，也是質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)。熱處理工藝發(fā)展歷程在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。早在商代，就已經(jīng)有了經(jīng)過再結(jié)晶退火的金箔飾物。公元前770～前222年，中國(guó)人在生產(chǎn)實(shí)踐中就已發(fā)現(xiàn)，銅鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。公元前六世紀(jì)，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展。中國(guó)河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經(jīng)過淬火的。隨著淬火技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對(duì)淬火質(zhì)量的影響。三國(guó)蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國(guó)在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了，同時(shí)也注意了油和尿的冷卻能力。中國(guó)出土的西漢(公元前206～公元24)中山靖王墓中的寶劍，心部含碳量為0.15～0.4%，而表面含碳量卻達(dá)0.6%以上，說明已應(yīng)用了滲碳工藝。但當(dāng)時(shí)作為個(gè)人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發(fā)展很慢。

1863年，英國(guó)金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織，證明了鋼在加熱和冷卻時(shí)，內(nèi)部會(huì)發(fā)生組織改變，鋼中高溫時(shí)的相在急冷時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N較硬的相。法國(guó)人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論，以及英國(guó)人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖，為現(xiàn)代熱處理工藝初步奠定了理論基礎(chǔ)。與此同時(shí)，人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程中對(duì)金屬的保護(hù)方法，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等1850～1880年，對(duì)于應(yīng)用各種氣體(諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等)進(jìn)行保護(hù)加熱曾有一系列專利。1889～1890年英國(guó)人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。二十世紀(jì)以來，金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。一個(gè)顯著的進(jìn)展是1901～1925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計(jì)，使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢(shì)達(dá)到可控，以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢(shì)的方法；60年代，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場(chǎng)的作用，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法。熱處理過程熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程。這些過程互相銜接，不可間斷。加熱：加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。冷卻：冷卻是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。金屬熱處理工藝金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。整體熱處理是對(duì)工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，或者是使前道工序產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力得以釋放，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。正火或稱?；菍⒐ぜ訜岬竭m宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其他無機(jī)鹽溶液、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆。為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。臨清新能軸承爐業(yè)熱處理有限公司即是一家對(duì)軸承套圈進(jìn)行淬火、回火的公司。公司目前有一套日淬火量18噸左右的網(wǎng)帶式天然氣淬火生產(chǎn)線設(shè)備。該生產(chǎn)線設(shè)備包括淬火爐1臺(tái)、淬火油槽1臺(tái)、提升式清洗機(jī)1臺(tái)、低溫回火爐1臺(tái)。淬火爐爐計(jì)分5區(qū)加熱控制，采用燃?xì)廨椛涔芗訜幔靡粋€(gè)脈沖控制器控制加熱。1-4區(qū)各有4個(gè)燒嘴，5區(qū)3個(gè)燒嘴，爐頂2、3、4區(qū)配備攪拌風(fēng)扇。淬火油槽采用超深設(shè)計(jì)，在落料過程中完成淬火冷卻。油槽底部配備一個(gè)冷卻循環(huán)泵及一個(gè)噴油泵。確保油溫在設(shè)定溫度內(nèi)波動(dòng)。清洗機(jī)配備循環(huán)水泵和噴淋水泵，確保產(chǎn)品在清洗過程中清洗干凈。圖示左下為出油口，清洗過后的廢油可以回收。回火爐采用低溫控制，分4區(qū)加熱，每區(qū)2個(gè)燒嘴，最大化的節(jié)約能源?；鼗馉t1-4區(qū)爐頂各配備一個(gè)攪拌風(fēng)扇。熱處理質(zhì)量控制熱處理質(zhì)量反映機(jī)械產(chǎn)品的內(nèi)在特性，經(jīng)過熱處理的零件，其工作效能的高低，使用壽命的長(zhǎng)短主要取決于材料及熱處理質(zhì)量。為了保證熱處理質(zhì)量，目前通常采用“事后檢驗(yàn)”的方法，主要檢測(cè)硬度和顯微組織等，但僅靠檢驗(yàn)是被動(dòng)的，無論檢驗(yàn)怎么嚴(yán)格，也只能起到把次品、廢品挑出來的作用，不能防止不合格品的產(chǎn)生。因此提高工藝水平、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)操作管理才是有效提高熱處理質(zhì)量的有效途徑。硬度是工件熱處理最重要的質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)，不少工件還是唯一的質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)。廠內(nèi)自備的落實(shí)硬度計(jì)，誤差在1HRC之內(nèi)，可檢測(cè)20-70HRC之間的硬度。洛氏硬度計(jì)只適用于測(cè)量板材厚度必需在1mm以上的產(chǎn)品，圓棒直徑為3mm的產(chǎn)品，小的產(chǎn)品無法測(cè)量熱處理畸變量也是熱處理質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。廠內(nèi)自備的變形量檢測(cè)計(jì)，精度在1絲。熱處理過程中的質(zhì)量控制熱處理過程中的全面質(zhì)量控制是熱處理質(zhì)量管理的重要組成部分。熱處理全面質(zhì)量控制，就是對(duì)整個(gè)熱處理過程中的一切影響零部件熱處理質(zhì)量的因素實(shí)施全面控制，全程全員參與熱處理質(zhì)量工作，把質(zhì)量保證的重點(diǎn)從最終檢驗(yàn)的被動(dòng)把關(guān)，轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)過程中的質(zhì)量過程上來，把零件熱處理缺陷消滅在質(zhì)量的形成過程中，從而確保零件熱處理質(zhì)量，確保產(chǎn)品使用的安全可靠和壽命。熱處理過程質(zhì)量控制的具體方法步驟首先要檢驗(yàn)待處理工件。熱處理的供貨和加工狀態(tài)可能是鑄造、鍛造、熱擠壓、冷拔、切削和焊接等。它們的許多質(zhì)量缺陷對(duì)熱處理質(zhì)量有影響。要根據(jù)實(shí)際情況制定熱處理過程中的工藝。其次要制定加熱溫度并嚴(yán)格控制。要保證處于過程中的所有工件和工件所有部位均處于工藝要求的溫度范圍。推薦的軸承鋼加熱時(shí)間和加熱溫度的關(guān)系

鋼號(hào)套圈壁厚（mm）加熱溫度（℃）加熱時(shí)間（min）GCR15＜3835-84523-35GCR153-6840-85035-45GCR156-9845-85545-55GCR159-12850-86055-60GCR15SiMn12-15820-83050-55GCR15SiMn15-20825-83555-60GCR15SiMn20-30835-84060-65GCR15SiMn30-50835-84565-70廠內(nèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖通過淬火爐各區(qū)熱電偶反饋回來的溫度自動(dòng)控制燒嘴開關(guān)，使溫度徘徊于設(shè)定溫度范圍之內(nèi)。除去熱沖擊影響，該控制系統(tǒng)使?fàn)t膛溫度控制在1℃之內(nèi)。熱處理過程中還要注意可控氣氛的調(diào)節(jié)。由于鋼在加熱過程中，表層的碳與介質(zhì)中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，降低表層碳濃度，所以實(shí)際工藝過程中要注意可控氣氛的調(diào)節(jié)實(shí)用過程中一般用甲醇調(diào)節(jié)氣氛，確保爐內(nèi)無氧存在。該圖為廠內(nèi)甲醇滴注流量計(jì)，在熱處理過程中要注意質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合，合理設(shè)定流量參數(shù)。淬火油槽中的油對(duì)熱處理工藝也要極為重要的影響。淬火油中含水、油溫上下不均、油的的質(zhì)量等都會(huì)對(duì)工件造成淬火軟點(diǎn)或畸變。淬火油的含水量應(yīng)該小于0.05%。實(shí)際操作中要配備噴油泵或油槽攪拌器。合理選用淬火油。每月或每季度應(yīng)提取淬火油槽中的油送至淬火油供應(yīng)商處進(jìn)行化驗(yàn)，檢測(cè)油的含水量及淬火油老化程度。及時(shí)清除淬火油槽中的懸浮物及沉積物。淬火工藝后的回火在熱處理過程中也具有極為重要的作用?；鼗鹂梢韵慊饡r(shí)產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力，提高材料的塑性和韌性。淬火過后的工件應(yīng)及時(shí)回火，通常室溫停留時(shí)間不超過4h。目前廠內(nèi)回火爐采用低溫回火，空冷方式。通過調(diào)節(jié)回火溫度可有效彌補(bǔ)熱處理過程中的不足。熱處理過程中容易產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷過熱和過燒是金屬材料加工及熱處理時(shí)的常見缺陷，過熱和過燒會(huì)明顯降低鋼的力學(xué)性能，甚至使零件報(bào)廢。鋼在鍛造時(shí)終鍛溫度偏高，或者是淬火前冷拔管硬料，在淬火時(shí)如果不注意調(diào)節(jié)加熱溫度，很容易造成工件在合理硬度內(nèi)卻容易“炸料”現(xiàn)象。在氧化性介質(zhì)中加熱時(shí)常常引起鋼件表面脫碳，從而降低了表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度等。水蒸氣、二氧化碳、氫氣對(duì)加熱中的鋼件具有脫碳作用：甲烷、丙烷是強(qiáng)烈增碳性氣體。在加熱氣氛中通入丙烷，可減少其中水蒸氣和二氧化碳的含量，提高爐內(nèi)碳勢(shì)。熱處理過程中的節(jié)能措施熱處理加熱節(jié)能潛力很大，在實(shí)際生產(chǎn)中，車間工藝員和操作人員節(jié)能意識(shí)是實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低能耗熱處理的主要因素。提高熱處理節(jié)能的途徑主要有：加熱工藝的節(jié)能；加熱設(shè)備的節(jié)能；生產(chǎn)組織的節(jié)能。熱處理知識(shí)考試試題一）填空題

1、熱處理工藝一般包括___、___、___三個(gè)過程，有時(shí)只有___、____兩個(gè)過程，這些過程互相銜接，不可間斷。

2、鋼鐵整體熱處理主要包括___、___、___、___四種工藝。

3、臨清新能軸承爐業(yè)熱處理有限公司是一家以天然氣淬火軸承位主要業(yè)務(wù)的公司。其淬火爐生產(chǎn)線主要包括____、____、____、____四個(gè)部分。

4、檢驗(yàn)淬火完成的工件主要檢查_____、_____兩個(gè)部分，要求嚴(yán)格的還需要檢測(cè)_____。

5、_____、_____、______對(duì)加熱中的工件具有脫碳作用。二）簡(jiǎn)答題

1、控制熱處理質(zhì)量的幾個(gè)主要步驟是什么？

2、提高熱處理節(jié)能的途徑主要由哪些？

熱處理知識(shí)考試試題答案一）填空題

1、加熱、保溫、冷卻；加熱，冷卻。

2、退火、正火、淬火、回火。

3、淬火爐、淬火油槽、清洗機(jī)、回火爐。

4、硬度、變形量；金相組織。

5、二氧化碳、氫氣、水蒸氣。二）簡(jiǎn)答題

1、①檢驗(yàn)待處理工件。②制定適宜待處理工件的加熱溫度和加熱時(shí)間并嚴(yán)格控制。③確保加熱爐中無氧化性氣體存在。④控制淬火油的含水量在0.05%以下。⑤及時(shí)回火，并制定回火適宜溫度和回火時(shí)間。

2、①提高車間工藝員和操作人員的節(jié)能意識(shí)。②制定合適的加熱工藝。③改善加熱設(shè)備，如以天然氣能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)電源加熱等。④合理化的安排組織生產(chǎn)。1、字體安裝與設(shè)置如果您對(duì)PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁(yè)面字體。在“開始”選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“