軸承鋼熱處理工藝包括正火、退火等預(yù)先熱處理和最終熱處理兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。
(1)預(yù)先熱處理
①正火:鉻軸承鋼正火工藝,工件透熱后保溫40~60min,冷卻需要較快,正火之后立即轉(zhuǎn)為球化退火。
②球化退火:GCr15鉻軸承鋼常采用等溫球化退火工藝,790℃被認(rèn)為是最佳的球化加熱溫度。退火前需加熱到900~920℃,保溫2/3~1h后正火。
保溫時(shí)間隨工件大小、加熱爐的均勻性、裝爐方法及裝爐量、退火前的原始組織均勻性而定。
低溫球化退火主要適用于冷沖球、冷擠壓套圈的再結(jié)晶退火。
普通球化退火、等溫球化退火主要適用于鍛造套圈、熱沖球以及橫鍛球的退火。鉻軸承鋼球化退火工藝。
(2)最終熱處理
①軸承零件:一般采用淬火和低溫回火,其目的是提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性與抗疲勞性能。GCr15鋼淬火溫度在820~860℃,油淬臨界直徑為25mm。一般采用油冷淬火。加熱保溫時(shí)間比合金工具鋼長(zhǎng),鹽浴加熱系數(shù)取值0.8~1.5min/mm?諝鉅t加熱系數(shù)1.5~2min/mm。
160℃±10℃的低溫回火,回火時(shí)間一般為2~4h。
精密軸承零件為穩(wěn)定尺寸,淬火后應(yīng)進(jìn)行-60~80℃冷處理,保溫時(shí)間為2~4h,冷處理后零件恢復(fù)到室溫,在4h內(nèi)進(jìn)行回火,以防止零件開裂。
低溫回火時(shí)未能完全消除的殘留應(yīng)力在磨削加工后會(huì)重新分布。這兩種應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致零件尺寸發(fā)生變化,甚至?xí)a(chǎn)生龜裂。為此,應(yīng)再進(jìn)行一次補(bǔ)充回火,回火溫度為120~160℃,保溫5~10h或更長(zhǎng)。
②工模具GCr15熱處理:由于此鋼容易產(chǎn)生白點(diǎn)缺陷,大型工模具熱處理容易開裂,采用緩慢加熱或690℃長(zhǎng)時(shí)間(大于5h)分段等溫可以降低開裂概率,奧氏體化溫度選擇810℃±10℃,保溫系數(shù)a=1.6~0.9min/mm。大于60mm直徑的工件需要水油雙液淬火。
對(duì)于GCr15工模具鋼而言,要多次回火,充分消除殘余應(yīng)力,減少殘余奧氏體量,減少開裂現(xiàn)象,預(yù)防工件使用過程中產(chǎn)生表面龜裂。