【优质】滚动轴承热处理工艺.ppt

汽车减速器轴承热处理工艺说明书 一 研究的目的及意义 汽车减速器的轴承是减速器的重要部件，它的质量直接影响到减速器的使用性能和寿命。 工业产品须秉承“优质” 、“高产” 、“低成本”的原则，因此轴承材料的选择和工艺的制定，须做到经济和科学。 本设计从普通汽车减速器轴承热处理工艺设计的各个环节来控制其质量，包括其工作环境、受力情况、失效形式的分析，以制定最科学合理的热处理工艺。 热处理工艺设计的目的在于培养我们综合能力，运用所学的专业知识设计或制定能保证零件性能要求的热处理工艺。 二 轴承的工作情况分析 滚动轴承一般由外圈 内圈 套圈 滚动体 （滚珠 滚柱 滚锥或滚针 ）和保持器等部分组成。外套圈装在轴承上不动，内套圈紧套在轴承上并随轴一起转动，而滚珠则在内外套圈之间转动和滚动。 滚动轴承工作时，位于轴承下半部。一些滚珠轴承承受着径向载荷F的作用，各个位置上受力不同。 汽车行驶时受力情况更加复杂，无规律地冲击、震荡使其工作条件变得更加恶劣。 长时间工作会导致的温度升高，以及摩擦加剧。 2、滚动轴承的受力分析 滚动轴承工作时，滚动体和套圈均受周期性交变载荷，在周期载荷作用下，在套圈和滚动体表面都会产生小块金属金属剥落而产生疲劳损坏。 滚动体与滚道之间是点接触，故其承受接触应力和冲击力，接触应力可达3000~3500Mpa 循环应力可达万次／min 受纯轴向载荷时，各滚动体受力相同。受径向载荷时，上半圈滚动体不受力。 下半圈各滚动 体受力大小均不相同，由下列公式导出；Fmax=5Fr/z 3、滚动轴承的失效分析 接触疲劳失效 粘附和磨粒磨损失效 断裂失效 塑性变形失效 腐蚀和腐蚀磨损失效 游隙变化失效（大多原因是装配不当，密封不良造成磨损的。少数是由于润滑剂缺失或过量造成的） 4、滚动轴承的外形结构图 三、滚动轴承的性能要求 高的接触疲劳强度和抗压强度 高的淬硬性和足够的淬透性 高的弹性极限和足够的冲击韧度 足够的尺寸稳定性 一定的抗蚀能力 良好的工艺性（适应大量生产的需要） 四、滚动轴承常用材料和性能对材料的基本性能要求 我国生产的铬轴承钢牌号及其化学成份见下表。轴承钢牌号及化学成份 % 1.高碳铬轴承钢 目前，轴承行业普遍使用的主要是 GCr15、GCr15SiMn两种材料，是轴承钢总量的80%以上。 GCr15钢大量用来制造汽车、拖拉机等所使用的发动机轴承，机床、电机等所使用的主轴轴承以及铁路车辆、矿山机械、通用机械用轴承。 在GB/T18254《高碳铬轴承钢》标准中，高碳铬轴承钢GCr4、GCr15、 GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo几种。 GCr15SiMn、 GCr15SiMo主要用于制造壁厚比较大的轴承。 GCr15SiMn适用于制造壁厚在15mm---35mm范围内的轴承， GCr15SiMo适用于制造壁厚大于35mm尺寸的轴承。如各种大型和特大型轴承，多用在重型机床及轧钢机无较大冲击载荷的工作条件下。 GCr4轴承钢是限制淬透性钢，即经过合适的热处理可得到表面硬心部软的硬度匹配，具有良好的耐磨性，抗冲击性和断裂韧性及高的接触疲劳寿命。 GCr18Mo淬透性比较高，其性能比GCr15SiMn钢优越，可在铁路轴承、轧机轴承、矿山机械轴承上代替GCr15SiMn。它还是一种被广泛用于贝氏体处理的轴承钢，用于制造高速列车、矿山和冶金机械轴承。 2.渗碳轴承钢 渗碳轴承钢实际上是低碳优质合金结构钢，含有较低的碳和一定量的合金元素。经渗碳淬火回火等热处理工序后，表面硬度为58—62HRC心部25—45HRC。表面耐磨性较好，且心部又具有良好的韧性。用这类钢制造的轴承，即可以承受较大的冲击载荷，又具有较高的耐磨性和抗接触疲劳强度 常用的渗碳轴承钢有G20Cr2Ni4A、 G20CrNi2MoA 、G20CrNiMoA。用于制造承受冲击载荷较大的汽车、铁路货车轴承、轧机轴承等。 滚动轴承用钢原材料质量的基本要求 1.严格的化学成分要求:一般轴承用钢主要是高碳铬钢即含碳量是1%左右，加入1.5%左右的铬，并含有少量的锰、硅元素的过共析钢。铬可以改善热处理性能，提高淬透性，组织均匀性，回火稳定性又可以提高钢的防锈性能和磨削性能。但当铬含量超过1.65%时，淬火后会增加钢中残余奥氏体，降低硬度和尺寸稳定性，增加碳化物的不均匀性，降低钢的冲击韧性和疲劳强度。为此，高碳铬钢中的含铬量一般控制在1.65%。只有严格控制轴承钢中的化学成分，才能通过热处理工序获得轴承性能组织和硬度。 高精度的尺寸要求 特别严格的纯洁度要求：钢的纯洁度是指钢中所含非金属夹杂物的多少，纯洁度越高，钢中的非金属夹杂物越少。轴承钢中的氧化物，硅酸盐等有夹杂物是导致轴承早期疲劳剥落，显著降低