轴承钢球热处理后的变化,从热处理工艺分析来看,由于锻造后的余热淬火,轴承钢球没有进行球化退火处理,晶粒粗大,带状组织;同时,淬火马氏体碳含量高,锻造后进入淬火。高温增加了钢球的淬火应力。
轴承钢球热处理后的变化,从热处理工艺分析来看,由于锻造后的余热淬火,轴承钢球没有进行球化退火处理,晶粒粗大,带状组织;同时,淬火马氏体碳含量高,锻造后进入淬火。高温增加了钢球的淬火应力。
据分析,120mm钢球经水淬后,温度分布极不均匀,形成较高的结构应力,其表面处于压力应力状态。工件断裂的主要原因是内拉应力。
此外,轴承钢球具有较强的水淬冷却能力,工件内层组织较厚,芯附近组织较硬,使工件芯韧性较差,存在隐蔽开裂的风险。工件在生产过程中淬火后未及时回火,淬火后应力较高,未消除和释放,导致钢球开裂和损坏。
根据分析,轴承钢球的淬火裂纹与锻造和热处理工艺密切相关。锻造加热时间或温度控制不当,导致钢球过热或烧伤,晶粒粗大,工件韧性降低。另一方面,120mm钢球中心锻造变形小,冷却速度低。因此,这部分再结晶晶粒较厚,导致钢球在中间开裂断裂。
基于以上分析,防止高碳马氏体钢球开裂的改进措施如下:
(1)锻造。提高锻造比,严格控制锻造工艺,防止锻造后心脏变粗。
(2)降低轴承钢球淬火水温,提高出水温度,可显著降低和缓解工件淬火应力。
(3)淬火前加入球化退火,细化组织,使工件淬火后成为小针(片)马氏体,防止淬火后组织粗大。
(4)淬火后及时回火,消除淬火应力,稳定组织,进一步消除工件开裂隐患。
采用上述工艺改进后,消除了轴承钢球淬火开裂的失效现象,热处理工件质量好,生产运行好。