文档介绍：三、项目的关键技术、主要研究内容、拟采取的技术工艺路线及实施方案
、热处理工艺及表面处理工艺研究
轴承零件材料应用、优化
材料是保证轴承质量的基础，为了使轴承获得长寿命、持久的高精度和低磨擦，制造轴承零件的材料下不会发生由于芯部强度不够而导致表层硬化层压碎。各种不同优质碳素结构钢或低碳合金钢经热处理后的芯部硬度见下表1,可以根据轴承使用的工况和载荷等情况，选用合适的材料。
表1优质碳素结构钢或低碳合金钢热处理后芯部硬度
材料牌号
芯部硬度
SCM415
390〜420HV
SAE1010
200〜220HV
C15mod
290〜310HV
SPCC
170〜190HV
DC04
140〜160HV
芯部硬度与基体材料的化学成分有关。对于低速重载部位使用冲压外圈滚针轴承，其材料选用是否合理将直接影响轴承最终的使用寿命。因此所选的材料的横截面厚和其淬透性应能保证芯部硬度达到30〜45HRC渗碳的钢种应该是细晶粒钢，以使高温渗碳时，对晶粒长大的敏感性降至最低限度，图14〜15为C15mod材料经渗碳处理后的表面组织及芯部组织图。
（细针状马氏体）500X
图15C15mod,材料芯部组织（铁素体+珠光体）500X
长寿命、低速重载滚针轴承热处理工艺研究
1）轴承钢中残余奥氏体的控制
高碳铭钢经正常淬火后，可含有8%〜20%的残余奥氏体（Ar）。轴承零件中的残余Ar有利也有弊，因此固定Ar化条件，利用Ar热稳定化处理工艺，可获得不同的Ar量。通常采取的措施是进行冷处理和附加回火。GCr15
钢的Mf点约-45C,因此冷处理是淬火的继续，使残余奥氏体向马氏体转变。淬火后在室温停留会引起奥氏体的稳定化，所以淬火后应立
即进行冷处理，一般是冷却到-60〜70C。待零件温度回升到室温后应及时回火以防开裂。对于硬度允许较低的精密轴承，可用较高温度回
火（180~250C）代替冷处理。
淬火低温回火后Ar含量对GCr15钢硬度和接触疲劳寿命的影响如图16所示。随着残余Ar含量的增多，硬度和接触疲劳寿命均随之增加，达到峰值后又随之降低，硬度峰值出现在17%fc右，而接触疲
劳寿命峰值出现在9溢右。当试验载荷小时，残余Ar增多对接触疲劳寿命的影响减小，残余奥氏体量不多时，对强度降低的影响不大，而韧性的作用则比较明显，这是因为载荷较小时，残余Ar发生少量
变形，既消减了应力峰值，又使已变形的残余Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化。但如试验载荷大时，残余Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂，从而使寿命降低。如残余Ar状态不稳定，如果自发转变为马氏体，将使钢的韧性急剧降低而脆化。适当的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
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图16GCr15钢淬火Ar量对硬度和接触疲劳寿命的影响（150C）
2）零件淬、回火后的残留应力
GCr15钢淬火回火可获得隐晶马氏体基体上分布着均匀细小的颗粒状碳化物（7~9%和少量残余奥氏体（＜10%,淬火硬度为64~66HRCGCr15钢的淬火加热温度为840C,该温度下淬火可以得到最高的硬度、冲击韧性和弯曲疲劳强度，~%C、
%Cr从而保证钢淬火具有足够的淬透性和淬硬性。未溶碳化物阻止奥氏体晶粒长大，以获得细小的马氏体组织。轴承淬火应避免出现非马氏体组织，在650-25OC（Ms点）温度范围内应快冷，以抑制珠光体和贝氏体转变。在Ms点以下应慢冷，以减少变形。薄壁套圈可采用分级淬火（120~180c停留2~5min）。轴承零件在120c以上淬火，零件的变形等会有明显改善，但在高温下淬火油将加速老化，淬火油的更换频次必须相应提高以保证具有足够的冷却能力。
轴承钢淬火后应及时回火（170士5C,3-）,以提高组织和尺寸稳定性及提高力学性能。为了尽可能多的消除轴承零件淬火后的内应力，轴承钢零件最好进行2-3次相同工艺的回火。
轴承零件经淬火低温回火后，仍具有较大的内应力。零件中的残留应力有利和弊两种。钢件热处理后的表面残余应力对疲劳强度的影响如图17所示。可以看出，随着表面残留压应力的增大，钢的疲劳强度随之增高，反之表面残留的内应力为拉应力，则使钢的疲劳强度
降低。因此，使轴承零件淬回火后表面