重載軸承套圈熱處理工藝改進(jìn)

李遵盛，趙立新，舒光勛

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 熱處理分廠，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱中潤房產(chǎn)經(jīng)營物業(yè)管理有限公司，黑龍江 哈爾濱150020）

重載軸承套圈熱處理工藝改進(jìn)

李遵盛1，趙立新1，舒光勛2

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 熱處理分廠，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱中潤房產(chǎn)經(jīng)營物業(yè)管理有限公司，黑龍江 哈爾濱150020）

幅高大于65mm的軸承套圈，在滾棒式熱處理生產(chǎn)線加工時(shí)，易產(chǎn)生軟點(diǎn)質(zhì)量問題。通過調(diào)整不同的工藝參數(shù)，制定合理的熱處理工藝，保證了該類產(chǎn)品的熱處理質(zhì)量。

軸承套圈軟點(diǎn)；幅高；淬火；工藝參數(shù)；重載軸承

1 前言

隨著客戶需求增加，滾棒爐加工的大幅高產(chǎn)品的品種和數(shù)量增加。在加工幅高大于65mm產(chǎn)品時(shí)，易產(chǎn)生軟點(diǎn)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，影響產(chǎn)品的正常生產(chǎn)，因此，解決滾棒爐軟點(diǎn)問題勢(shì)在必行。

2 現(xiàn)狀分析

以加工的調(diào)心滾子軸承23134.02為例，圓圈內(nèi)是銼檢出來軟點(diǎn)的部位，見圖 1。

圖1 銼檢出來的軟點(diǎn)

該軸承熱處理前工藝尺寸如表 1，滾棒生產(chǎn)線加工的工藝參數(shù)如表 2。

表1 23134.02套圈重量及尺寸

表2 滾棒生產(chǎn)線工藝參數(shù)

按照該工藝加工，產(chǎn)品產(chǎn)生了局部軟點(diǎn)質(zhì)量問題，將軟點(diǎn)部位切取一個(gè)20×20mm的試樣進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如下。

（1）3mm處的硬度：46HRC（合格）。

（2）3mm處屈氏體：大于5級(jí)（不合格），為塊狀和針狀的混合屈氏體（屈氏體見圖2）。

試塊的硬度與屈氏體均不符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，屬于不合格產(chǎn)品。

原因分析如下。如圖 2 所示，由于加熱不足易產(chǎn)生塊狀屈氏體，冷卻不足易產(chǎn)生針狀屈氏體，而該產(chǎn)品的試塊是由塊狀和針狀混合的屈氏體，疑似產(chǎn)品在冷卻過程中冷卻不良（冷速慢）造成的屈氏體不合格。整體的金相組織如圖 3 所示。由于冷卻速度的影響，存在部分的隱針馬氏體與大量的殘余奧氏體和碳化物，其中碳化物分兩種，一種是由于加熱不足，碳化物未完全溶解入奧氏體中，淬火后形成的碳化物顆粒比較大；另一種碳化物為在加熱過程中完全溶解入奧氏體，淬火后形成的碳化物顆粒比較小。

該產(chǎn)品金相組織合格標(biāo)準(zhǔn)為1～5級(jí)，屈氏體組織為1～5級(jí)，利用上述工藝加工產(chǎn)品不符合合格標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 淬火油對(duì)工件的影響

淬火油在冷卻工件時(shí)存在三個(gè)不同的階段：（1）蒸汽膜階段 ；（2）沸騰階段；（3）對(duì)流階段。產(chǎn)品出現(xiàn)軟點(diǎn)，最關(guān)鍵的階段就是蒸汽膜階段。由于淬火油溫度偏低，淬火油的粘度高，流動(dòng)性不好，對(duì)于大幅高產(chǎn)品，蒸汽膜在某一點(diǎn)破裂速度慢，相對(duì)于其他部位晚進(jìn)入沸騰階段，造成該點(diǎn)的冷卻不良，即產(chǎn)生了軟點(diǎn)的質(zhì)量問題。

2.2 油槽攪拌器的影響

滾棒爐油槽攪拌頻率最大可以達(dá)到60Hz，而該產(chǎn)品使用30Hz的攪拌頻率，由于油槽的攪拌頻率較低，油槽內(nèi)淬火油循環(huán)速度慢，蒸汽膜階段破裂速度慢，不能快速地帶走產(chǎn)品表面的熱量。

圖2 屈氏體大于5級(jí)

圖3 金相組織小于1級(jí)

3 改進(jìn)措施

3.1 提高油槽淬火油的油溫

該產(chǎn)品加工時(shí)的淬火油溫為70℃，為了降低淬火油的粘度，將淬火油溫提高至100℃，因?yàn)檎羝るA段淬火油的溫度越高，那么粘度就會(huì)相對(duì)降低。如果粘度較低，蒸汽膜相對(duì)就會(huì)更容易破裂從而進(jìn)入沸騰階段。進(jìn)入沸騰階段后，淬火油溫度相對(duì)較高、粘度相對(duì)較低，那么沸騰的速度會(huì)相對(duì)更加劇烈，從而更快帶走工件的熱量。

3.2 加大一次油槽的攪拌頻率

將一次油槽的攪拌器頻率調(diào)整至最高的60Hz，使油槽內(nèi)的淬火油快速地循環(huán)起來，使蒸汽膜更容易破裂，快速進(jìn)入沸騰和對(duì)流階段，使工件得到充分的冷卻。

按照以上兩種方法制定新的加工工藝（工藝見表 3），試驗(yàn)10件23134.02產(chǎn)品，檢驗(yàn)結(jié)果見表 4、圖 3、圖 4。

表3 新擬定的加工工藝

表4 檢驗(yàn)結(jié)果

圖4 屈氏體小于2級(jí)

圖5 金相組織3級(jí)

通過上述試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析說明，提高滾棒生產(chǎn)線油槽的淬火油溫、加大油槽攪拌頻率等方法，杜絕了23134.02產(chǎn)品軟點(diǎn)的質(zhì)量問題，排除了生產(chǎn)障礙。

4 結(jié)束語

該產(chǎn)品加工工藝的試驗(yàn)成功，為今后在滾棒生產(chǎn)線加工類似大幅高（幅高大于65mm）產(chǎn)品提供了值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，減少因返工造成的浪費(fèi)，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

（編輯：鐘 媛）

Improvement on heat treatment technology of heavy-duty bearing ring

Li Zunsheng1，Zhao Lixin1，Shu Guangxun2
( 1.Heat treatment Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036, China; 2.Harbin Zhongrun Real Etate Management and Property Management Co.,Ltd., Harbin 150020, China )

It was easy to produce a quality problem of soft spot when processing bearing ring with large width more than 65mm in roll bar heat treatment production line. The quality of heat treatment for this type of products was guaranteed by adjusting different technology parameters and working out appropriate heat treat process.

soft spot of bearing ring; bearing width; quenching; technology parameters; heavy-duty bearing

TH133.33+2，TG156

B

1672-4852（2014）01-0025-02

2013-08-22.

李遵盛（1986-），男，助理工程師.