冰冷处理对轴承寿命有害还是有利？

hwz363151

以前做过一些高温轴承，全部都必须高温回火后冰冷处理，理论依据是冰冷处理能将轴承钢中残余奥氏体全部消除，因为奥氏体不稳定会影响轴承的尺寸稳定性。
但是有些资料上显示国外一些公司，特别是日本的公司对冰冷处理很慎重！他们认为冰冷处理对轴承寿命有坏的影响（可能是在一定条件下），所以很少使用冰冷处理。
前阵子看到NSK公司开发的无级变速系统（CVT）上面的介绍，为了适应变速器的要求他们研制了一种高纯度钢——CVT钢，并采用特殊热处理让其组织中保留一部分奥氏体，他说奥氏体对应力不敏感，能缓和应力集中的影响，而且对杂质的侵入也不敏感，能提高CVT的整体性能和寿命。
不知道各位大侠怎么看？
另外冰冷处理除了消除残余奥氏体还有没有别的什么作用？

XCBIN

我听说有的热处理厂消除残A的方法是淬火后，将产品捞出，然后直接进行冷处理，消除残A，再进行低温回火。好象和你们的工艺有点不一样。

MikeXu

1)冰冷处理主要是让残奥转变,以获得稳定之组织,以防其尺寸变形.

2)一定数量的殘奥,可提高其冲击韧性.

3)是否进行冰冷处理,需权衡其利弊!

huangshike

由于深冷处理可以大幅度提高高碳钢、合金钢和工具钢零件、刀具的耐磨性和切削寿命，且工艺效益显著，设备简单，操作简便。费用较低，无公害等优点，因此被广泛应用于机械工业。Gcr巧钢是过共析铬钢，主要用于制造轴承（工模具、轧辊、刃具、油泵油嘴偶件）等，对其除要求有高硬度和高强度外，还要求具有很好的耐磨性、抗回火稳定性和尺寸稳定性。深冷处理过程可以说是淬火过程的继续，它使马氏体转变得更加完全、彻底。它比普通冷处理的效果更加显著，可以使残余奥氏体几乎全部转变成马氏体组织。通过金相组织分析并未发现工艺1-3或工艺4一6的组织有明显的差异，均为回火马氏体加碳化物。由于淬火后随即进行深冷处理，必将减少组织内部残余奥氏体的数量，增加马氏体含t，并在回火时加强弥散强化作用，从而使其强度升高。一定数量的残余奥氏体存在于组织内，由于缓冲应力峰的作用，对提高塑韧性是有利的。因此，GCr15钢悴火后进行深冷及回火处理，虽然强度升高，但韧性降低，而在淬火、回火后进行深冷处理却使韧性得到改善。
近20年来，常规的高碳铬轴承钢的马氏体淬回火工艺的发展主要分两个方面：一方面是开展淬回火工艺参数对组织和性能的影响，如淬回火过程中的组织转变、残余奥氏体的分解、淬回火后的韧性与疲劳性能等[2~10]；另一方面是淬回火的工艺性能，如淬火条件对尺寸和变形的影响、尺寸稳定性等[11~13]。常规马氏体淬火后的组织为马氏体、残余奥氏体和未溶（残留）碳化物组成。其中，马氏体的组织形态又可分为两类：在金相显微镜下（放大倍数一般低于1000倍），马氏体可分为板条状马氏体和片状马氏体两类典型组织，一般淬火后为板条和片状马氏体的混合组织，或称介于二者之间的中间形态—枣核状马氏体（轴承行业上所谓的隐晶马氏体、结晶马氏体）；在高倍电镜下，其亚结构可分为位错缠结和孪晶。其具体的组织形态主要取决于基体的碳含量，奥氏体温度越高，原始组织越不稳定，则奥氏体基体的碳含量越高，淬后组织中残余奥氏体越多，片状马氏体越多，尺寸越大，亚结构中孪晶的比例越大，且易形成淬火显微裂纹。一般，基体碳含量低于0.3%时，马氏体主要是位错亚结构为主的板条马氏体；基体碳含量高于0.6%时，马氏体是位错和孪晶混合亚结构的片状马氏体；基体碳含量为0.75%时，出现带有明显中脊面的大片状马氏体，且片状马氏体生长时相互撞击处带有显微裂纹[8]。与此同时，随奥氏体化温度的提高，淬后硬度提高，韧性下降，但奥氏体化温度过高则因淬后残余奥氏体过多而导致硬度下降。
常规马氏体淬火后的组织中残余奥氏体的含量一般为6~15%，残余奥氏体为软的亚稳定相，在一定的条件下（如回火、自然时效或零件的使用过程中），其失稳发生分解为马氏体或贝氏体。分解带来的后果是零件的硬度提高，韧性下降，尺寸发生变化而影响零件的尺寸精度甚至正常工作。对尺寸精度要求较高的轴承零件，一般希望残余奥氏体越少越好，如淬火后进行补充水冷或深冷处理，采用较高温度的回火等[12~14]。但残余奥氏体可提高韧性和裂纹扩展抗力，一定的条件下，工件表层的残余奥氏体还可降低接触应力集中，提高轴承的接触疲劳寿命，这种情况下在工艺和材料的成分上采取一定的措施来保留一定量的残余奥氏体并提高其稳定性，如加入奥氏体稳定化元素Si、Mn, 进行稳定化处理等
以上的文献、理论希望可以为楼主和行家们提供一些参考。

东南西北

冰冷处理不同于冷处理吧?
目前一些热处理设备，比热辊底炉和网带炉，在一般淬火油槽后面，会有一个温度为5~10度的油槽或清洗槽，其目的就是减少热处理过程零件中的残余奥氏体，使组织更稳定。但是，它不同于冷处理，其工具和原理、作用都不相同。

hp100

如4楼所言，残余奥氏体的作用就像双刃剑，主要看轴承的使用场合，是否进行冰冷处理,需权衡其利弊。

stigershu

产品中存留部分弥散分布的小颗粒状残余A对于轴承产品有利，听老工程师们提起过，他们试验数据表明在含量8%-15%残余A比较好。

[ 本帖最后由 stigershu 于 2008-7-19 23:38 编辑 ]

dailykly

我们公司做化纤轴承在真空淬火后都进行一道-80的冰冻处理。我也曾对冰冻处理前后的金相仔细看过，但不知道是设备还是本人水平问题，看不有什么明显的区别，各位大虾具体说说呢，最好附张图看看，小弟不慎感激！

stigershu

正常的轴承钢淬火出来（1-4级组织），残余A是在金相显微镜下不可去区分的。不过组织粗大的时候就可以看到块状的残余A了。

霜月

楼主所说的冰冷处理是否就是深冷处理，或者就是一般意义的冷处理？
关于GCr15钢轴承是否该冷处理，热处理手册上介绍是很少采用深冷处理，因为与-80℃的冷处理相比，GCr15钢轴承在-183℃、-195℃深冷处理不仅不能减少残余奥氏体，还会加大轴承内应力，引起超显微裂纹，从而降低疲劳寿命和冲击韧性。
至于其它轴承冰冷处理对使用寿命是有害还是有利不可一概而论。

xiao鱼

楼主所说的日本 专家的观点早有提出的了，残A的存在确实优劣兼半，含量10%左右的对轴承的冲击韧性等有益，而含量太多则对尺寸稳定性有害。
是否进行冷处理应该根据轴承的使用环境决定，要求较高的冲击韧性就不该进行冷处理。

zHANG_999567

你能否上传二张冷处理前后的金相组织图,最好是1000倍的,本人对冷处理很感兴趣,但是我们单位没有冷处理,想见识一下冷处理后的金相组织.

lihuashi

对于这个问题，建议参考2008年第6期中刘耀中《轴承钢零件淬回火后的残余奥氏体》一文。
因为深冷处理无非就是减少残余奥氏体，提高零件尺寸稳定性，但是这不是对任何轴承钢零件都适用的，我们公司就曾经使用过，但是由于不符合产品工艺设计而废除了。
正如上面大家说的，深冷处理对于零件是一把双刃剑。具体零件，具体分析。

liangdeyu

谢谢,知识长进不少

zhaozhihua

原帖由 stigershu 于 2008-7-19 23:40 发表
正常的轴承钢淬火出来（1-4级组织），残余A是在金相显微镜下不可去区分的。不过组织粗大的时候就可以看到块状的残余A了。

好像是2--4级是正常组织哦
一级认为是欠热组织，
不知对否，多指点！

老热工

4 楼专家说的比较全面，主要看零件的用途和存在问题怎样最佳。这在“残余奥氏体的功与过”中也有这方面的解释。

myc19741104

是否考虑成本问题

renbenfg

　　深冷的处理在学术界，一直有分歧。当深冷处理时，有人认为会产生，马氏体间的组织微裂纹。在进行工件的使用时，会产生裂纹源，使工件失效。一种认为有好处，增加工件的尺寸稳定性。日本学术界在几十年前，就建议采用：用回火提高温度，分解残奥代替深冷处理。但由于提高温度对硬度有一定的损失，其应用也有一定的局限性。

[ 本帖最后由 renbenfg 于 2009-7-23 13:02 编辑 ]

czx10081008

谢谢４楼的资料，长见识了。

TYT0861

应根据零件的使用条件决定是否进行处理。