為了保證鋼球的壽命和可靠性,需對(duì)鋼球進(jìn)熱處理加工,可提高其硬度、剛度等力學(xué)性能。一般包括退火、淬火、回火、附加回火及冷處理等。
1、退火
熱鐓壓后的鋼球毛坯要進(jìn)行球化退火,以得到細(xì)粒狀珠光體組織、改善機(jī)械加工性能。
2、淬火
為了提高鋼球的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和抗接觸疲勞性能,并通過(guò)回火得到良好的彈性、韌性和尺寸穩(wěn)定性等綜合力學(xué)性能,要進(jìn)行淬火處理。
(1)淬火加熱常用設(shè)備 目前,鋼球淬火常用的加熱設(shè)備有:箱式電阻爐、鹽浴電阻爐和鼓形電阻爐。
1) 箱式電阻爐:鋼球在箱式電阻爐內(nèi)加熱,其品種規(guī)格和批量,一般無(wú)嚴(yán)格限制,但作為大批量生產(chǎn),其效率不及連續(xù)式的鼓形電阻爐高;勞動(dòng)條件也差。但是,箱式電阻多用性強(qiáng),上馬快,很適用于中小型工廠。
2)鹽浴電阻爐:用鹽浴電阻爐加熱鋼球,品種規(guī)格和批量均不受限制,這種爐子加熱速度快、溫度均勻、氧化脫碳少而且萬(wàn)能性強(qiáng)。但是,需要脫氧、撈渣等;勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)條件差。目前,這種爐子在中小型工廠使用仍較為普遍。
3)鼓形電阻爐:鼓形電阻爐是軸承生產(chǎn)中鋼球?qū)S么慊鸺訜釥t。其加熱均勻,質(zhì)量穩(wěn)定,勞動(dòng)條件好,并可聯(lián)成淬火、回火連續(xù)生產(chǎn)線或自動(dòng)生產(chǎn)線。這種爐子在中大型軸承廠中是鋼球淬火的主要設(shè)備。
(2) 淬火加熱工藝淬火加熱溫度和加熱時(shí)間,是鋼球淬火的兩個(gè)重要工藝參數(shù),必須合理選取。
GCr15鋼的淬火加熱溫度的確定,一方面要達(dá)到規(guī)定的硬度,同時(shí)必須避免組織中出現(xiàn)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榉邱R氏體產(chǎn)物,另一方面得到彌散度符合要求的馬氏體,鋼球直徑越大,其在淬火槽中的冷卻就越慢,并且為確保淬火質(zhì)量,碳、鉻和錳在奧氏體中溶解量應(yīng)越多。因此,鋼球直徑越大,淬火加熱溫度應(yīng)越高。
鋼球淬火加熱時(shí)間和鋼球直徑、加熱爐型以及裝爐量等工藝因素有關(guān)。一般,鋼球在連續(xù)加熱爐中加熱的時(shí)間,可近似按下式計(jì)算(常規(guī)裝爐量):
在鼓形爐中加熱時(shí),系數(shù)a=10;隨著爐子容量、裝爐量和其他工藝參數(shù)的不同,a可以偏離20%-25%。
1、回火與附加回火
回火可以降低內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定組織和尺寸,并在稍微降低硬度的情況下大大提高韌性和得到良好的綜合力學(xué)性能。
鋼球回火,一般是在電爐,油爐中進(jìn)行的,保溫時(shí)間為2-3h,若進(jìn)行高溫回火,保溫時(shí)間為3h,一般低溫
在附加回火的介質(zhì)為空氣者,如操作中發(fā)現(xiàn)工件表面出現(xiàn)氧化色,應(yīng)采取保護(hù)措施或適當(dāng)縮短保溫時(shí)間。
4、冷處理
小鋼球和精度較高的鋼球一般要經(jīng)過(guò)冰冷處理,以減少殘余奧氏體,穩(wěn)定幾何精度,但是,在美國(guó)、日本一般都不采用冰冷處理。這是因?yàn)楸涮幚頃?huì)影響鋼球壽命。殘余奧氏體的存在,對(duì)鋼球壽命是有益的,尤其是殘余奧氏體在16%-18%。