(1)精密轴承的失效分析 精密轴承工作时,承受高达300~500MPa的交变接触压应力及摩擦,并承受介质的浸蚀等。其失效特征为:因过度磨损或应力松弛而失去精度;因接触疲劳表面产生麻点;因原材料碳化物形态及分布不良或韧性不足而脆裂等。因此,精密轴承零件对坯料原始组织要求很高,且热处理后应具有高强度,良好的韧性、耐磨性、耐蚀性及尺寸稳定性等,在特殊环境中工作的轴承,还需要耐腐蚀、耐高温、无磁性等。
(2)精密轴承环生产的制造工艺路线 坯料锻轧→球化退火→机械切削加工→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→时效→精磨→时效。
(3)精密轴承环的预备热处理工艺 为了改善坯料的质量和为最终热处理奠定良好基础,对坯料采用锻轧余热淬火加高温回火处理,以期碳化物和晶粒度同时得到细化。
(4)精密轴承环的最终热处理 为了使轴承环获得强韧化效果,拟采用马氏体分级淬火、回火和冷处理,以及粗磨、精磨后分别进行时效处理等工艺方案。其工艺如下:
1)分级淬火:在充分脱氧的BaCl2和NaCl各50%(质量分数)的盐浴炉中,于840~850℃加热透烧后转入200℃热油中保持3min后油冷。
2)回火:在215~ 225℃的硝盐浴中保持2.5~3.5h后空冷。
3)冷处理:在液体二氧化碳+酒精的介质中,约-78℃保持2~3h(冷透)后自然回升到室温转入粗磨工序。
4)时效:在带风扇的保温箱中,于135℃保持5h,空冷到室温后转入精磨工序。
5)精磨后再时效:130~140℃,保温10h后空冷。
(5)处理结果 实测硬度为61HRC,碳化物颗粒平均约0.5μm,残留奥氏体(体积分数)约2.8%,尺寸稳定(变形小于1μm)。
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