钢制轴承零件的真空热处理工艺
耐高温轴承是一种耐得住高温的轴承,广泛应用于冶金、窑炉、玻璃、高炉、喷漆设备等高温作业机械。这类轴承必须经过良好的热处理工序,通过淬火与回火工艺提升其强度,才能保证在使用过程中不变形不损坏,具有良好的使用寿命。
高温钢制轴承零件淬火时,为了防止氧化脱碳,传统工艺是采用脱氧良好的氯化钡高温盐浴炉加热,这种加热方法存在诸多问题:
(1)热处理工作环境恶劣,加热时产生的气体对操作者身体有害,且污染环境。
(2)对一些结构复杂的零件,例如带油沟、油孔的套圈,盐浴加热过后留在其中的残盐在后序加工中很难去除,容易产生锈蚀和腐蚀麻点。
近年来,真空热处理技术发展很快。随着科学技术及航天、航空、兵器工业的飞速发展,对金属材料的要求越来越高,真空热处理可以使金属材料获得其他热处理所不能得到的良好效果。真空加压气淬炉可以对高温轴承钢和不锈钢制轴承零件进行相关的热处理,并且具有如下优点∶
(1)无污染、自动控制,操作者劳动环境改善强度大大降低。
(2)工件在真空加热中无氧化、无脱碳,可实现光亮热处理,可使零件脱脂、脱气,避免表面污染。
(3)可实现控制加热和冷却,提高零件热处理质量。
工艺流程:
工件的装炉方式
工件装炉方式对工件热处理质量也有很大影响。因为真空热处理的加热方式主要靠辐射,而不是对流加热,工件的过分密集或相互遮挡,会明显影响加热速度以及对工件的均匀加热。因此装炉时应适当控制装炉量,还要特别注意工件的绑扎和摆放,尽量避免相互遮挡。
加热温度的确定
真空加热典型的三阶段为650℃左右一次预热;850℃左右二次预热;1000℃以上透烧及合金化。对于Cr4Mo4V钢而言,采用两段加热即可,850℃采用对流加热,提高低温加热均匀性,缩短加热时间,缩小工件温差,有利于减少变形1110℃采用真空加热。
加热时间的确定
经过多次试验,综合考虑硬度和组织的优劣情况,最终确定对流加热阶段的保温时间为75 min真空加热阶段的保温时间为35min两段的升温速率均采用10℃/mm。
真空度的确定
在对流加热阶段,首先进行抽真空,使炉内真空度达到50Pa然后充入压强为1×10°Pa的氮气,氮气纯度为99.999%,真空炉前端的对流加热装置在加热过程中可使炉温保持均匀。真空加热主要靠辐射传热,确定相对稳定的真空度对整个真空加热工艺中其他参数的确定是一个重要的环节。在这一阶段,真空度过高,工件表面某些元素会发生严重的蒸发,如Mn、Co 因此,把真空度控制在100Pa这样既可以保证工件表面质量,使之不被氧化,又可以防止钢中的合金元素在高温加热时蒸发。
冷却压力的确定
由于Cr4Mo4V钢奥氏体最短孕育期为18 min此钢种空冷就可以淬硬,因此采用加压气淬完全可以达到冷却速度的要求。通常选择的气淬压力为5×10Pa把工件冷至40℃左右出炉,如装炉量特别大,可适当提高淬火压力。
真空回火工艺
回火同样在此真空炉中进行,采用(550±10)℃×2h三次回火,对流加热,升温的速率为10 ℃/min每次回火后均把工件冷至40℃左右。Cr4Mo4V钢制轴承零件经上述淬、回火工艺处理后表面光亮,无氧化、脱碳现象,并对其变形进行了抽检,变形量均在合格范围内,满足设计要求。
设备选择:SIMUWU公司生产的VOGQ系列真空热处理炉是进行工模具,轴承真空热处理工艺的优质产品,良好的温控精度和温控均匀性确保了真空热处理过程的有效进行。SIMUWU公司专注于真空炉的制造,拥有十多年的相关经验,在真空炉制造领域具有良好的口碑。产品线包括真空气淬炉,真空油淬炉,真空钎焊炉等,广销各发达国家与发展中国家。
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