軸承鋼球化退火工藝優(yōu)化試驗(yàn)

曾海霞， 楊佳

（江陰興澄特種鋼鐵有限公司，江蘇 江陰 214429）

1 引言

軸承鋼主要用于制造滾動(dòng)軸承滾珠、滾柱和套圈及一些高速旋轉(zhuǎn)的高負(fù)荷機(jī)械零部件，因此要求軸承鋼具有高強(qiáng)度、均勻的高硬度、高彈性極限、高接觸疲勞強(qiáng)度、高的耐磨性和一定的韌性。通過(guò)控軋控冷加工的軸承鋼往往不能達(dá)到上述的要求，必須安排合理的熱處理工藝才能使軸承鋼具有良好的性能。球化退火是其熱處理過(guò)程中的關(guān)鍵工藝，直接影響軸承鋼使用的可靠性和壽命及其加工性能。軸承鋼球化退火的周期長(zhǎng)，通常為10～16h甚至更長(zhǎng)，使得軸承鋼的生產(chǎn)效率降低。在滿足性能要求的條件下，合理提高球化退火的速度，對(duì)軸承鋼生產(chǎn)效率的提高具有重要意義。

2 試驗(yàn)用原料

本試驗(yàn)用原料為控軋控冷GCr15φ32棒材，選取同一煉鋼爐號(hào)軋材共計(jì)40t進(jìn)行試驗(yàn)。

3 退火工藝方案

表1 退火工藝方案

（1）將試驗(yàn)料分成二個(gè)批號(hào)，其中一個(gè)批號(hào)按原工藝退火，軋批號(hào)為3857；另一個(gè)批號(hào)按試驗(yàn)工藝退火，軋批號(hào)為3856。具體方案見(jiàn)表1。

（2）指定5#爐退火，裝爐量≤1200kg/m，速度由原來(lái)的4.2m/h提高到4.6m/h，退火速度提高5%。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

表2 球化組織（SEP 1520-1998，心部區(qū)域20%D）

對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)材料的球化組織、碳化物帶狀、碳化物網(wǎng)狀及硬度做了檢測(cè)（碳化物檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為SEP1520，硬度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 231.1-2009），對(duì)比分析各檢測(cè)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)如表2所示。

球化組織檢測(cè)對(duì)比結(jié)果:新舊工藝未見(jiàn)明顯差異。

碳化物帶狀組織檢測(cè)結(jié)果：新舊工藝符合要求，未見(jiàn)明顯差異。

圖1 球化組織標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖（SEP 1520-1998）［1］

圖2 實(shí)驗(yàn)試拍球化組織照片

表3 碳化物帶狀

表4 帶狀評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）

圖3 實(shí)驗(yàn)試拍碳化物帶狀組織照片

基于原來(lái)的試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T18254對(duì)碳化物網(wǎng)狀進(jìn)行評(píng)級(jí)，結(jié)果如表6所示。

表5 碳化物網(wǎng)狀（SEP 1520-1998）［1］

表6 碳化物網(wǎng)狀評(píng)級(jí)結(jié)果

圖4 碳化物網(wǎng)狀標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖（GB/T 18254-2002）［2］

圖5 實(shí)驗(yàn)試拍碳化物網(wǎng)狀照片

碳化物網(wǎng)狀組織檢測(cè)結(jié)果：新舊工藝符合要求，未見(jiàn)明顯差異。

硬度檢測(cè)結(jié)果：新舊工藝符合要求，未見(jiàn)明顯差異。

表7 硬度（GB/T 231.1-2009）

5 結(jié)論

此次試驗(yàn)把退火速度提高了5%，從各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，球化組織、碳化物帶狀、碳化物網(wǎng)狀、硬度數(shù)據(jù)都合格，新舊工藝之間沒(méi)有明顯區(qū)別。因此退火速度提高5%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，而總時(shí)間在原來(lái)的基礎(chǔ)上減少了4.5%，可以提高生產(chǎn)效率。

［1］SEP 1520-1998，Microskopic examination of cabide structure in steels by means of diagram［S］.

［2］GB/T 18254-2002，高碳鉻軸承鋼［S］.

［3］楊紅波，趙西成，王慶娟，等.GCr15軸承鋼周期球化退火工藝的改進(jìn)［J］.金屬熱處理，2012，37（5）：74-76.

［4］王一謙，黃貞益，李佑河，等.GCr15軸承鋼球化退火工藝研究［J］.金屬熱處理，2012，27（6）：38-41.

［5］崔忠圻.金屬學(xué)與熱處理［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.