本書介紹了滾動(dòng)軸承鋼的種類,分析了高碳鉻軸承鋼熱處理原理,并重點(diǎn)論述了高碳鉻軸承鋼制滾動(dòng)軸承零件熱處理工藝、滲碳軸承鋼制滾動(dòng)軸承零件熱處理工藝和耐蝕、耐高溫、防磁滾動(dòng)軸承零件熱處理工藝,并闡述了防止氧化和脫碳熱處理、滾動(dòng)軸承零件表面熱處理工藝、滾動(dòng)軸承金屬材料保持架熱處理工藝、滾動(dòng)軸承零件熱處理工藝案例和滾動(dòng)軸承零件熱處理主要設(shè)備等。
本書可供高等院校軸承、金屬學(xué)和熱處理專業(yè)以及高職高專學(xué)校相關(guān)專業(yè)的師生使用,對(duì)軸承行業(yè)的工程技術(shù)人員也有一定的參考價(jià)值。
本書除講解傳統(tǒng)的軸承熱處理技術(shù)之外,還將熱處理技術(shù)的周邊知識(shí)囊括其中,可謂妙趣橫生,極大提高了本書的可讀性。
熱處理是利用加熱和冷卻的方法來(lái)改變材料組織和性能的一種熱加工工藝方法,它是提高產(chǎn)品性能的關(guān)鍵工藝方法之一。熱處理工藝水平的高低也被業(yè)界認(rèn)為是決定機(jī)械產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素之一。軸承是高端裝備的核心基礎(chǔ)件之一,高品質(zhì)、高精度、高性能、長(zhǎng)壽命軸承以及軸承鋼的研究、生產(chǎn)和發(fā)展是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,涉及軸承鋼材料成分設(shè)計(jì)、冶煉、鍛造、熱處理、精密加工、制造裝備和檢測(cè)試驗(yàn)等諸多領(lǐng)域。軸承熱處理是提高軸承品質(zhì)的關(guān)鍵工藝之一。
本書在編寫過(guò)程中,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,從培養(yǎng)生產(chǎn)技術(shù)人員的角度出發(fā),對(duì)滾動(dòng)軸承零件熱處理內(nèi)容進(jìn)行了重組和整合,更加注重增強(qiáng)應(yīng)用性和強(qiáng)化解決實(shí)際問(wèn)題的專業(yè)知識(shí)。
本書的主要任務(wù)是讓讀者對(duì)滾動(dòng)軸承材料及熱處理基本理論知識(shí)和工藝特點(diǎn)有明確的認(rèn)識(shí),系統(tǒng)掌握各類軸承鋼制滾動(dòng)軸承零件熱處理工藝,熟悉不同類型軸承鋼材料應(yīng)用范圍和 熱處理工藝特點(diǎn),通過(guò)典型案例學(xué)習(xí),具備合理選擇軸承鋼材料、正確選擇熱處理方法、妥善安排熱處理工藝路線的能力。
本書由河南科技大學(xué)邱明擔(dān)任主編,河南科技大學(xué)龐曉旭和斯凱孚(上海)汽車技術(shù)有限公司張飛舟擔(dān)任副主編,洛陽(yáng)LYC軸承有限公司尤蕾蕾、蘇州軸承廠股份有限公司楊偉民、斯凱孚中國(guó)技術(shù)中心宋云峰和潘云飛參與編寫。具體分工如下:第1章由邱明編寫;第2章、第3章、第9章由龐曉旭編寫;第4章由張飛舟編寫;第5章、第6章和第10章由尤蕾蕾編寫;第7章由潘云飛和宋云峰編寫;第8章由楊偉民編寫。在編寫過(guò)程中,洛陽(yáng)軸承研究所有限公司葉健熠對(duì)本書提出了寶貴意見(jiàn),在此表示由衷感謝。同時(shí),編者參考 和引用了一些文獻(xiàn)內(nèi)容,在此也謹(jǐn)向這些文獻(xiàn)作者表示謝意。
滾動(dòng)軸承熱處理工藝實(shí)踐性很強(qiáng),又需要較深的理論基礎(chǔ),除了材料科學(xué)基礎(chǔ)理論,還涉及熱力學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)和機(jī)械工程等多學(xué)科知識(shí)。限于編者水平,書中難免有疏漏之處,敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
本書作者團(tuán)隊(duì)來(lái)自河南科技大學(xué)、斯凱孚(上海)汽車技術(shù)有限公司、洛陽(yáng)LYC軸承有限公司、蘇州軸承廠股份有限公司以及斯凱孚中國(guó)技術(shù)中心。
前言
第1章 緒論 1
1.1 軸承鋼發(fā)展概況 2
1.1.1 國(guó)外軸承鋼的發(fā)展概況 2
1.1.2 國(guó)內(nèi)軸承鋼發(fā)展概況 4
1.1.3 軸承鋼鋼種的發(fā)展概況 4
1.2 軸承熱處理發(fā)展概況 6
1.2.1 軸承熱處理發(fā)展現(xiàn)狀 6
1.2.2 軸承熱處理發(fā)展方向 8
1.3 滾動(dòng)軸承服役條件及性能要求 9
1.4 軸承鋼種類及材料要求 10
1.4.1 滾動(dòng)軸承鋼種類 10
1.4.2 滾動(dòng)軸承鋼化學(xué)成分 15
1.4.3 合金元素及雜質(zhì)在鋼中的作用及影響 16
1.4.4 高碳鉻軸承鋼的性能 18
1.4.5 高碳鉻軸承鋼的材料缺陷 19
第2章 高碳鉻軸承鋼熱處理原理 26
2.1 鐵碳合金及相圖 27
2.1.1 鐵碳合金中的基本相 27
2.1.2 鐵碳相圖 30
2.1.3 典型合金鋼結(jié)晶過(guò)程 33
2.1.4 碳含量對(duì)鐵碳合金組織的影響 37
2.2 鉻對(duì)相圖的影響 38
2.3 高碳鉻軸承鋼加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 40
2.3.1 奧氏體的形成機(jī)理 40
2.3.2 奧氏體晶核的形成和長(zhǎng)大 42
2.3.3 影響奧氏體形成速度的因素 46
2.3.4 奧氏體晶粒度及影響因素 49
2.4 高碳鉻軸承鋼冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 52
2.4.1 無(wú)限緩慢冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 52
2.4.2 過(guò)冷奧氏體等溫冷卻轉(zhuǎn)變 53
2.4.3 過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 59
2.5 高碳鉻軸承鋼回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變及其應(yīng)力變化 66
2.5.1 高碳鉻軸承鋼回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 66
2.5.2 高碳鉻軸承鋼回火時(shí)的應(yīng)力變化 69
第3章 高碳鉻軸承鋼制滾動(dòng)軸承零件熱處理工藝 71
3.1 高碳鉻軸承鋼的正火 71
3.1.1 正火的目的 71
3.1.2 正火工藝規(guī)范的確定 72
3.1.3 常見(jiàn)正火缺陷及其防止方法 73
3.2 高碳鉻軸承鋼的退火 73
3.2.1 退火的目的 73
3.2.2 退火方法 74
3.2.3 原始組織對(duì)退火組織的影響 77
3.2.4 退火組織中碳化物顆粒大小和分布對(duì)軸承接觸疲勞壽命的影響 78
3.2.5 高碳鉻軸承鋼退火后技術(shù)要求 78
3.2.6 常見(jiàn)退火缺陷及其防止方法 79
3.3 高碳鉻軸承鋼的淬火 80
3.3.1 淬火組織中各相成分對(duì)軸承性能的影響 80
3.3.2 淬火工藝參數(shù)的確定 81
3.3.3 淬火后質(zhì)量檢驗(yàn) 90
3.3.4 常見(jiàn)淬火缺陷及其防止方法 93
3.3.5 貝氏體等溫淬火 99
3.4 高碳鉻軸承鋼的冷處理 101
3.4.1 冷處理溫度 101
3.4.2 冷處理時(shí)間 103
3.4.3 冷處理方法 103
3.5 高碳鉻軸承鋼的回火與附加回火 103
3.5.1 高碳鉻軸承鋼的回火 103
3.5.2 附加回火 109
3.6 影響軸承壽命的材料因素及其控制 110
3.6.1 影響軸承壽命的材料因素 110
3.6.2 影響軸承壽命的材料因素的控制 114
第4章 滲碳軸承鋼制滾動(dòng)軸承零件熱處理工藝 117
4.1 化學(xué)熱處理 118
4.1.1 化學(xué)熱處理原理 119
4.1.2 滲碳 120
4.1.3 滲氮 125
4.1.4 碳氮共滲和氮碳共滲 126
4.1.5 真空滲碳和滲氮處理 129
4.2 軸承用滲碳鋼 130
4.2.1 軸承用滲碳鋼的化學(xué)成分及用途 130
4.2.2 軸承用滲碳鋼的主要性能數(shù)據(jù) 130
4.2.3 合金元素對(duì)滲碳鋼性能的影響 131
4.3 滲碳層厚度設(shè)計(jì)及評(píng)定方法 132
4.4 滲碳層性能及缺陷分析 134
4.4.1 滲碳層組織和性能 134
4.4.2 滲碳熱處理后的缺陷分析 134
4.5 特大型軸承零件的滲碳熱處理 137
4.5.1 技術(shù)要求 137
4.5.2 滲碳熱處理工藝及其分析 138
4.5.3 質(zhì)量檢查 140
4.6 轉(zhuǎn)向滾輪軸承外圈的滲碳熱處理 142
4.6.1 技術(shù)要求 142
4.6.2 滲碳熱處理工藝 143
4.7 滾針軸承沖壓外圈的滲碳熱處理 144
4.7.1 沖壓外圈的熱處理要求 144
4.7.2 網(wǎng)帶爐內(nèi)氣氛的控制 145
4.7.3 爐內(nèi)碳勢(shì)的校準(zhǔn) 146
4.7.4 沖壓外圈熱處理工藝 146
4.7.5 沖壓外圈熱處理檢驗(yàn) 146
4.8 等速萬(wàn)向節(jié)軸承的滲碳熱處理 147
4.9 中小型軸承零件的滲碳熱處理 148
第5章 耐蝕、耐高溫、防磁滾動(dòng)軸承零件熱處理工藝 151
5.1 耐蝕軸承零件熱處理 151
5.1.1 耐蝕軸承鋼化學(xué)成分及性能 152
5.1.2 高碳鉻不銹軸承鋼制軸承零件熱處理 153
5.1.3 其他不銹鋼制軸承零件熱處理 159
5.2 高溫軸承零件熱處理 160
5.2.1 GCr4Mo4V 鋼制軸承零件熱處理 161
5.2.2 其他高溫軸承鋼制軸承零件熱處理 165
5.3 防磁軸承零件熱處理 167
5.3.1 鈹青銅制軸承零件熱處理 167
5.3.2 Cr23Ni28Mo5Ti3AlV 合金軸承零件熱處理 168
5.3.3 00Cr40Ni55Al3 合金滾動(dòng)軸承零件固溶時(shí)效處理 169
5.3.4 Monel K - 500 合金制軸承零件熱處理 170
5.3.5 00Cr15Ni60Mo16W4 合金制軸承零件固溶時(shí)效處理 170
5.3.6 不銹鋼高溫軸承零件的滲氮 170
第6章 防止氧化、脫碳熱處理 174
6.1 氧化和脫碳基本原理 174
6.1.1 氧化 174
6.1.2 脫碳 175
6.2 熱處理涂層保護(hù)加熱 176
6.3 無(wú)氧化脫碳可控氣氛保護(hù)熱處理 177
6.3.1 可控氣氛的保護(hù)原理及種類 178
6.3.2 放熱式可控氣氛 180
6.3.3 吸熱式可控氣氛 181
6.3.4 氨分解氣氛 182
6.3.5 氮基保護(hù)氣氛 182
6.3.6 滴注式可控氣氛 182
6.3.7 軸承零件可控氣氛保護(hù)熱處理 183
6.4 真