轴承零件热处理的常见缺陷

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轴承零件经热处理后常见的质量缺陷有：淬火显微组织过热、欠热、淬火裂纹、硬度不够、热处理变形、表面脱碳、软点等。
        1.过热

        从轴承零件粗糙口上可观察到淬火后的显微组织过热。但要确切判断其过热的程度必须观察显微组织。若在GCr15钢的淬火组织中出现粗针状马氏体，则为淬火过热组织。形成原因可能是淬火加热温度过高或加热保温时间太长造成的全面过热；也可能是因原始组织带状碳化物严重，在两带之间的低碳区形成局部马氏体针状粗大，造成的局部过热。过热组织中残留奥氏体增多，尺寸稳定性下降。由于淬火组织过热，钢的晶体粗大，会导致零件的韧性下降，抗冲击性能降低，轴承的寿命也降低。过热严重甚至会造成淬火裂纹。

        2.欠热

        淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生超过标准规定的托氏体组织，称为欠热组织，它使硬度下降，耐磨性急剧降低，影响轴承寿命。

        3.淬火裂纹

        轴承零件在淬火冷却过程中因内应力所形成的裂纹称淬火裂纹。造成这种裂纹的原因有：由于淬火加热温度过高或冷却太急，热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度；工作表面的原有缺陷（如表面微细裂纹或划痕）或是钢材内部缺陷（如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等）在淬火时形成应力集中；严重的表面脱碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及时回火；前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。总之，造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种，内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。淬火裂纹深而细长，断口平直，破断面无氧化色。它在轴承套圈上往往是纵向的平直裂纹或环形开裂；在轴承钢球上的形状有S形、T形或环型。淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳现象，明显区别与锻造裂纹和材料裂纹。

        4.热处理变形

        轴承零件在热处理时，存在有热应力和组织应力，这种内应力能相互叠加或部分抵消，是复杂多变的，因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小的变化而变化，所以热处理变形是难免的。认识和掌握它的变化规律可以使轴承零件的变形（如套圈的椭圆、尺寸涨大等）置于可控的范围，有利于生产的进行。当然在热处理过程中的机械碰撞也会使零件产生变形，但这种变形是可以用改进操作加以减少和避免的。

        5.表面脱碳

        轴承零件在热处理过程中，如果是在氧化性介质中加热，表面会发生氧化作用使零件表面碳的质量分数减少，造成表面脱碳。表面脱碳层的深度超过最后加工的留量就会使零件报废。表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显微硬度法。以表面层显微硬度分布曲线测量法为准，可做仲裁判据。

        6.软点

        由于加热不足，冷却不良，淬火操作不当等原因造成的轴承零件表面局部硬度不够的现象称为淬火软点。它象表面脱碳一样可以造成表面耐磨性和疲劳强度的严重下降。

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淬火常见缺陷及防止办法                       
       
1、过热针状马氏体组织  原因： 1)淬火温度过高或在较高温度下保温时间过长;  2)原材料碳化物带状严重;    3)退火组织中碳化物大小分布不均匀或部分存在细片状珠光体,退火组织不合格   
预防措施：1) 降低淬火温度;   2)按材料标准控制碳化物不均匀程度;  3)提高退火质量,使退火组织为均匀细粒状珠光体
2、>6～7级屈氏体组织   原因：1)淬火温度偏低或淬火温度正常而保温时间不足.  2)冷却太慢;   3)原材料碳化物不均匀性严重和退火组织不均匀      
解决办法：1)提高淬火温度和延长保温时间;   2)增加冷却能力,采用旋转淬火机等;   3)按材料标准控制碳化物不均匀程度;   4)提高退火组织的均匀性 .
3、局部区域有针状马氏体,同时还存在块状、针状和条状屈氏体 原因： 1)退火组织极不均匀,有细片状珠光体,组织未球化.   2)淬火温度偏高保温时间长; 3)原材料碳化物带状严重,原材料偏析严重       
预防措施：1）. 降低淬火温度,适当处长保温时间;  2). 增加冷却能力;   3).提高退火组织的均匀性,原材料成分均匀性
4、碳化物网状>2.5级  原因：1)原村料的网状超过规定;  2)锻造时停锻温度过高以及退火温度过高冷却缓慢形成网状        
预防措施：在盐炉或保护气氛炉中加热到930～℃950正火,正火后低温退火,再进行淬火回火
5、残留粗大碳化物直径超过4.2μm          原因：1)反复退火; 2)原材料碳化物严重不均匀        
预防措施：加强对原材料的控制,尽量避免反复退火
6、硬度偏低,显微组织合格  原因：1)淬火保温时间太短;   2)表面脱碳严重;      3)淬火温度偏低;  4)油冷慢,出油温度高        
措施：1)延长保温时间;    2)适当提高淬火温度5～10℃;   3)在保护气体中或涂3～5%硼酸酒精溶液加热
7、硬度偏低,显微组织出现块状或针状屈氏体          原因：淬火温度偏低或冷却不良        
措施：1)适当提高淬火温度或延长保温时间;      2)强化冷却
8、断口         欠热断口         原因：淬火温度偏低         措施：提高淬火温度
        过热断口         原因：淬火温度过高         措施：降低淬火温度
        颗粒状断口显微组织合格  原因：锻造过烧         措施：控制锻造加热温度不要超过1100℃
        带小亮点的断口  原因：网状碳化物严重         措施：按标准控制碳化物网状
9、表面缺陷        
氧化、脱碳、腐蚀抗严重   原因：炉子密封性差,保护气氛不良,淬火前工件表面清洗不干净或有锈蚀；淬火温度或保温时间长；锻件和棒料的脱碳严重。         措施：改进炉子密封性,淬火前工件表面清洗干净,在保护气体炉中加热或涂3～5%硼酸酒精,盐炉加热淬火后零件需清洗干净
10、变形        变形量超过规定   原因：退火组织不均匀，切削应力分布不匀淬火加热温度高；装炉量多，加热不均；冷却太快和不均；加热和冷却中机械碰撞         措施：提高退火组织的均匀性,加去应力退火工序,降低淬火加热温度;提高加热和冷却的均匀性,在热油中冷却或压模淬火,消除加热和冷却中机械碰撞等,(采用上述措施后畸变量仍超过规定,可采用整形方法 )
11、裂纹         淬火裂纹         原因：1）组织过热，淬火温度过高或在淬火温度上限保温时间过长。 2）冷却太快，油温低，淬火油中含水分超过0.25%;   3)应力集中,如圆锥内套油沟呈尖角.车加工套圈表面留有粗而深的刀痕.以及套圈断而打字处 .    4)表面脱碳,   5)返修中间未经退火/中温回火;  6)淬火后未及时回火        
措施：降低淬火温度,提高零件出油温度或提高淬火油的温度:降低车加工表面粗糙度,增加去应力工序;减少表面的脱碳,贫碳以及从设计和加工中避免零件产生应力集中

[ 本帖最后由 gl9855 于 2008-2-28 13:12 编辑 ]

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原帖由 monday 于 2008-2-18 13:01 发表
淬火常见缺陷及防止办法                       
检查项目         缺陷名称         产生原因         防止方法
显微组织         过热针状马氏体组织         1)淬火温度过高或在较高温度下保温时间过长;                                  2)原材料碳化物带状严重;       ...

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