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轴承钢——球化退火

发布时间:2019-05-16
  轴承钢进货前,成分、低倍、非金属夹杂物、网状碳化物、带状碳化物、液析碳化物的检验应属进货检验环节,各项指标检验合格后,才可以进行后续加工。
  轴承钢经过正常的工艺规范进行热变形后,得到的是细片状珠光体,硬度较高,难于加工。故需要进行球化退火,以降低硬度,改善切削加工性能。这一环节还有一个最重要目的就是要得到均匀的细粒状球化珠光体,这是为最终热处理做好组织准备的重要环节。
  球化退火工艺如图所示。GCr15的退火加热温度范围是770-810℃,790℃被认为是比较适宜温度。如果加热温度过高,奥氏体中未溶碳化物量过少,奥氏体成分被均匀化,冷却后得到是粗片状珠光体或有大块聚积碳化物,这是不合格的过热组织。如果加热不足,片状珠光体溶解不充分,奥氏体成分很不均匀,冷却过程中碳化物沿着原片层析出或呈细小的链状,这是加热不足组织,硬度也偏高。保温时间的作用是使毛坯热透并完成所必须的相变过。适当延长保温时间,可降低网状碳化物级别。保温30-40分钟,可使<3.5级的网状基本球化。因此,从内部组织转变出发,保温1小时就足够了,当然,实际生产中须根据装炉情况具体确定保温时间,以最后到温的工件保温足够为准。

图 GCr15球化退火工艺
a)连续冷却球化退火;b)等温球化退火
  碳化物的形状取决于加热温度,碳化物的弥散度,取决于冷却速度。
  冷却速度大,碳化物的弥散度高,硬度也高。冷却速度对球化退火的合格率有很大影响,生产上一般控制在10-30℃范围内,炉内冷到650℃时,可以出炉空冷。
  等温球化退火可以缩短工艺时间。加热至790℃保温一定时间后,加快冷却至720℃等温3-4小时。装炉状况不同,等温时间以最后到温工件保温足1小时即可。等温球化退火使球化转变在很窄的温度范围内进行,可以得到均匀细小的球化组织。等温温度降低,硬度提高,提高等温温度,虽可降低硬度,但等温时间需相应延长,生产上很少采用。
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