帶止動(dòng)平臺(tái)的圓柱滾子軸承熱處理工藝改進(jìn)

蘇俊平

（哈爾濱軸承集團(tuán)公司 熱處理分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大，新產(chǎn)品種類(lèi)的不斷增加，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要求比較嚴(yán)格，給熱處理淬火過(guò)程帶來(lái)了一定程度的困難。我單位加工的某類(lèi)軸承的形狀比較特殊，帶止動(dòng)平臺(tái)的圓柱滾子軸承（俗稱(chēng)臺(tái)階軸承）見(jiàn)圖1。臺(tái)階處熱處理后不再加工，而且臺(tái)階的尺寸精度要求比較嚴(yán)格。

圖1 臺(tái)階軸承形狀

2 加工現(xiàn)狀

按該種軸承尺寸范圍，應(yīng)該在鑄鏈爐加工，其淬火加工工藝為：淬火1區(qū)為825℃，淬火2區(qū)為830℃，淬火3區(qū)為825℃，加熱時(shí)間為30min，淬火油溫度為80℃，回火溫度為170℃，時(shí)間為2.5h。加工后取200件產(chǎn)品測(cè)量橢圓變形和臺(tái)階尺寸，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 測(cè)量結(jié)果Ⅰ

熱處理淬火后該產(chǎn)品的金相組織、硬度等檢驗(yàn)項(xiàng)目均符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，但橢圓變形和臺(tái)階尺寸不合格的產(chǎn)品比例較大，產(chǎn)品合格率較低。鑒于橢圓變形較多的情況，將淬火油的冷速進(jìn)行了調(diào)整，降低了淬火油的冷卻速度，同時(shí)將淬火油的溫度設(shè)定為90℃，用上述工藝進(jìn)行淬回火加工后，取200件產(chǎn)品測(cè)量橢圓變形和臺(tái)階尺寸，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 測(cè)量結(jié)果Ⅱ

調(diào)整淬火冷卻速度和淬火油溫度后，該產(chǎn)品的橢圓變形全部符合要求，但臺(tái)階處的尺寸仍有15%左右的產(chǎn)品不合格。通過(guò)對(duì)不合格產(chǎn)品的臺(tái)階處尺寸分析發(fā)現(xiàn)，尺寸有脹有縮，變化無(wú)規(guī)律。

3 原因分析

造成產(chǎn)品尺寸變化的原因比較復(fù)雜，主要是由于內(nèi)應(yīng)力的作用。在整個(gè)加工過(guò)程中有熱處理所產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，也有冷加工過(guò)程中所產(chǎn)生的切削應(yīng)力。

3.1 熱處理過(guò)程的影響

（1）在產(chǎn)品淬火過(guò)程中，由于在材料的奧氏體區(qū)保溫，冷卻過(guò)程中發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，相變引起比容變化的不等時(shí)性造成產(chǎn)品內(nèi)部組織應(yīng)力，同時(shí)由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特殊性使得產(chǎn)品各處加熱冷卻速度不一致，產(chǎn)生溫度差，導(dǎo)致體積脹縮不均而產(chǎn)生熱應(yīng)力這兩種應(yīng)力的綜合作用使得產(chǎn)品淬火后的畸變不可避免。

（2）在鑄鏈爐加工產(chǎn)品，產(chǎn)品在淬火過(guò)程中入油時(shí)的狀態(tài)不同，臺(tái)階處先入油和后入油淬火后的結(jié)果也不相同。是導(dǎo)致產(chǎn)品臺(tái)階的處尺寸尺寸有脹有縮原因。

3.2 車(chē)加工過(guò)程的影響

由于該產(chǎn)品的加工工序較多，在切削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的切削應(yīng)力，在淬火加熱過(guò)程中會(huì)得到釋放，對(duì)產(chǎn)品的變形有些影響。

4 改進(jìn)措施

4.1 改變淬火設(shè)備及裝爐方式

為了保證產(chǎn)品在入油時(shí)狀態(tài)的一致性，將產(chǎn)品碼放在框中，在多用爐進(jìn)行加工，多用爐的淬火升降臺(tái)是垂直運(yùn)動(dòng)的，將產(chǎn)品按一定的規(guī)律擺放在料框內(nèi)，淬火時(shí)產(chǎn)品的入油狀態(tài)完全一致，淬火后的結(jié)果應(yīng)該是一樣。

4.2 多用爐的淬火工藝

在多用爐淬火的工藝為810℃，保溫20min后將加熱溫度升至825℃保溫20min后淬火，淬火油溫度為90℃，回火溫度為175℃，時(shí)間為2.5h。產(chǎn)品在擺放時(shí)分為臺(tái)階朝上擺放和臺(tái)階朝下擺放兩種方式，熱處理淬火后該產(chǎn)品的金相組織、硬度等檢驗(yàn)項(xiàng)目均符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求。

按兩種擺放方法加工后各取200件產(chǎn)品測(cè)量橢圓變形和臺(tái)階尺寸，結(jié)果見(jiàn)表3、表4。

表3 臺(tái)階朝上的加工結(jié)果

表4 臺(tái)階朝下的加工結(jié)果

上述結(jié)果表明，在多用爐加工的產(chǎn)品合格率大大提高，尤其是臺(tái)階朝下擺放的方法的效果最佳。

該產(chǎn)品在多用爐采用臺(tái)階朝下擺放的方法加工，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證表明產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，效果明顯。

5 結(jié)束語(yǔ)

該產(chǎn)品加工工藝的試驗(yàn)成功，為今后加工類(lèi)似產(chǎn)品提供了值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。