轴承套圈的变形因素和预防纠正措施？

aaron01 · 发表于 2013-4-14 21:05:07

我做过，某轴承要求残奥小于3%，表面硬度要求又很高，没把握用高一点的回火温度回，干脆零下80C冰冷后200C回火，搞定。变形没考虑，似乎变形量和残奥关系不大。

所以因为 · 发表于 2013-4-14 21:06:48

dqy 发表于 2013-4-14 21:00

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轴承有这个工艺，
俺没有做过.
有做过的, 谈谈....

我想知道冰冷工艺的温度是多少？

dqy · 发表于 2013-4-14 21:21:19

这个以前有资料介绍有深冷处理,尺寸稳定性好,可能是使用特殊条件要求吧--

dqy · 发表于 2013-4-14 21:29:54

想咨询下高工：
你们公司加工微型产品的范围是XX--XX
变形量一般要求多少？

qibao9891 · 发表于 2013-4-14 22:34:43

本帖最后由 qibao9891 于 2013-4-14 22:35 编辑

铁榔头太硬，易伤工件。
铜榔头易碎、易变形，价格昂贵。
垫铜垫板操作太繁琐，而且少一只手，要三只才够的。

其实不淬火的低碳钢榔头是可以的。吉祥版主已经说过了。
如果还是嫌硬，或有心理障碍。可以用气焊在锤头表面跑上一层黄铜或紫铜。
铁锤的价格，铜锤的品质。

所以因为 · 发表于 2013-4-15 09:54:08

aaron01 发表于 2013-4-14 21:05

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我做过，某轴承要求残奥小于3%，表面硬度要求又很高，没把握用高一点的回火温度回，干脆零下80C冰冷后200C ...

精密轴承一般都需要进行冰冷处理，其目的是提高硬度、耐磨性、尺寸稳定性等，尺寸稳定性高就是变形量小。

aaron01 · 发表于 2013-4-15 10:40:24

所以因为发表于 2013-4-15 09:54

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精密轴承一般都需要进行冰冷处理，其目的是提高硬度、耐磨性、尺寸稳定性等，尺寸稳定性高就是变形量小。 ...

按照很多企业标准，对这类精密轴承是通过提高回火温度来达到减少残奥的目的的，冰冷用的少

吉祥如意 · 发表于 2013-4-15 10:49:05

aaron01 发表于 2013-4-15 10:40

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按照很多企业标准，对这类精密轴承是通过提高回火温度来达到减少残奥的目的的，冰冷用的少 ...

如此说来，东北地区最适合生产大批量的轴承产品。成本低呀，自然资源得天独厚。

aaron01 · 发表于 2013-4-15 10:52:23

吉祥如意发表于 2013-4-15 10:49

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如此说来，东北地区最适合生产大批量的轴承产品。成本低呀，自然资源得天独厚。 ...

是的，淬完往户外一丢，不用冰箱了，可夏天怎么办呢？

所以因为 · 发表于 2013-4-15 11:03:18

吉祥如意发表于 2013-4-15 10:49

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如此说来，东北地区最适合生产大批量的轴承产品。成本低呀，自然资源得天独厚。 ...

东北地区的室外温度有-75℃？

所以因为 · 发表于 2013-4-15 11:06:45

aaron01 发表于 2013-4-15 10:40

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按照很多企业标准，对这类精密轴承是通过提高回火温度来达到减少残奥的目的的，冰冷用的少 ...

提高回火温度达到减少残奥的作用并不大，并且影响轴承的高硬度！

吉祥如意 · 发表于 2013-4-15 11:11:01

所以因为发表于 2013-4-15 11:03

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东北地区的室外温度有-75℃？

设想一下：东北地区一般都存在冻土层，即四季存在的低温层。
新厂房：建设有上下两层结构。下层厂房为冰冷处理生产线。进出料采用自动传输带。1/4的生产成本不行吗。
知道前苏联吗，人家都使用几十年了。

吉祥如意 · 发表于 2013-4-15 11:11:36

aaron01 发表于 2013-4-15 10:52

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是的，淬完往户外一丢，不用冰箱了，可夏天怎么办呢？

还是冰冷办呀。

aaron01 · 发表于 2013-4-15 11:13:23

所以因为发表于 2013-4-15 11:06

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提高回火温度达到减少残奥的作用并不大，并且影响轴承的高硬度！

提高温度是非常有效的，我不方便把SKF的标准传上来，不过硬度确实是会下降，这种场合往往要求硬度比较低一些，牺牲一些耐磨性要求来换取良好的尺寸稳定性。
冰冷可以达到，但是成本要高些的，大批量生产的轴承，一般是用回火来解决问题，也有用后冷的，沈版听说过这个词吗？

落水残阳 · 发表于 2013-4-15 11:22:36

所以因为发表于 2013-4-15 09:54

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精密轴承一般都需要进行冰冷处理，其目的是提高硬度、耐磨性、尺寸稳定性等，尺寸稳定性高就是变形量小。 ...

说变形一般指热处理过程的变形，冰冷主要是为了尺寸稳定性，残阳一般不把这两个词都说成变形，会混淆。

热处理小书童 · 发表于 2013-4-15 11:42:02

落水残阳发表于 2013-4-11 09:31

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微型轴承应该有专门的在线矫形吧。或者热处理是用真空热处理的，变形量小的 ...

不知你有没有用真空炉处理的经验，变形量如何?刚好有一批直径62mm的套圈想用真空炉试试。

所以因为 · 发表于 2013-4-15 11:59:40

aaron01 发表于 2013-4-15 11:13

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提高温度是非常有效的，我不方便把SKF的标准传上来，不过硬度确实是会下降，这种场合往往要求硬度比较低 ...

提高回火温度多少是非常有效的？
关于“后冷”是否是回火后再进行冰冷处理的？

所以因为 · 发表于 2013-4-15 12:01:47

吉祥如意发表于 2013-4-15 11:11

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设想一下：东北地区一般都存在冻土层，即四季存在的低温层。
新厂房：建设有上下两层结构。下层厂房为冰 ...

这个真心不知道，冻土层的温度能达到多少呢？

吉祥如意 · 发表于 2013-4-15 12:04:51

所以因为发表于 2013-4-15 12:01

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这个真心不知道，冻土层的温度能达到多少呢？

零度度以下，才能称为冻土层。

所以因为 · 发表于 2013-4-15 12:10:08

吉祥如意发表于 2013-4-15 12:04

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零度度以下，才能称为冻土层。

轴承钢的冰冷处理温度是-75℃，恐怕达不到，这样基本没有什么效果的。

吉祥如意 · 发表于 2013-4-15 12:12:09

所以因为发表于 2013-4-15 12:10

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轴承钢的冰冷处理温度是-75℃，恐怕达不到，这样基本没有什么效果的。

在这样的环境中，再进行冷冻线建设，难道不是得天独厚的自然资源吗。

落水残阳 · 发表于 2013-4-15 12:30:38

热处理小书童发表于 2013-4-15 11:42

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不知你有没有用真空炉处理的经验，变形量如何?刚好有一批直径62mm的套圈想用真空炉试试。 ...

我没有做过轴承的真空热处理。
太仓舍弗勒用的多，如果只是要真空炉试一下，艾伦那或许有。

热处理小书童 · 发表于 2013-4-15 12:37:28

落水残阳发表于 2013-4-15 12:30

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我没有做过轴承的真空热处理。
太仓舍弗勒用的多，如果只是要真空炉试一下，艾伦那或许有。 ...

设备是有的，就是没有做过，没有经验。

aaron01 · 发表于 2013-4-15 12:39:38

本帖最后由 aaron01 于 2013-4-15 12:52 编辑

所以因为发表于 2013-4-15 11:59

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提高回火温度多少是非常有效的？
关于“后冷”是否是回火后再进行冰冷处理的？ ...

SKF 标准中，轴承圈稳定性等级达到S2级别的，要求残奥量小于等于1%，硬度要求是635-700HV10，100Cr6材料这个硬度都可以推算出回火温度是多少了。

aaron01 · 发表于 2013-4-15 12:49:06

所以因为发表于 2013-4-15 11:59

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提高回火温度多少是非常有效的？
关于“后冷”是否是回火后再进行冰冷处理的？ ...

SKF的标准里有个叫post quench的工艺，翻译成后淬火有点牵强，我个人是把它翻译成后冷的，和后清洗（post wash）一样，另外一份标准上用词就是post cooling，后冷。
这个工艺要求在轴承圈油淬以后，在不大于15分钟的时间内，将工件继续浸没到10±2℃的液体里，这个工艺目的是什么？自然也是继续冷却，避免过冷奥氏体陈化的。
娃娃说的那个户外冷却有点不谋而合的哦，有根据的

所以因为 · 发表于 2013-4-15 12:59:58

aaron01 发表于 2013-4-15 12:39

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SKF 标准中，轴承圈稳定性等级达到S2级别的，要求残奥量小于等于1%，表面硬度要求是635-700HV10，100Cr6 ...

我们过去GCr15钢做的是环塞规，冰冷处理的温度为-75℃，稳定性能非常好。
后来冰箱坏了，无法修理，又没有资金去买新的工业冰箱（当时要RMB20多万），只能做二次回火（冰冷处理后只做一次回火的），根据不同的硬度要求，回火温度有用180℃，也有用210℃的，最高用到260℃，并且回火时间也适当延长，但户客反映稳定性没有过去好。
不做冰冷处理只是提高回火温度，要求残奥量小于等于1%，觉得很难做到。

aaron01 · 发表于 2013-4-15 13:03:45

所以因为发表于 2013-4-15 12:59

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我们过去GCr15钢做的是环塞规，冰冷处理的温度为-75℃，稳定性能非常好。
后来冰箱坏了，无法修理，又没 ...

呵呵，TOM说得对的哦，回火也要看C曲线的

慕山慕水 · 发表于 2013-4-15 16:38:35

做个贡献，180度实测盐浴（脱水状态）冷却曲线。
此资料不宜公开，请有权限看到及下载的同志们注意保密。

搬运工 · 发表于 2013-4-15 17:06:34

慕山慕水发表于 2013-4-15 16:38

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做个贡献，180度实测盐浴（脱水状态）冷却曲线。
此资料不宜公开，请有权限看到及下载的同志们注意保密。

盐浴淬火热应力相对较大而组织应力相对较小，以你的经验，变形情况是怎样的呢？
特别是对中小型套圈来讲。

aaron01 · 发表于 2013-4-15 17:20:33

搬运工发表于 2013-4-15 17:06

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盐浴淬火热应力相对较大而组织应力相对较小，以你的经验，变形情况是怎样的呢？
特别是对中小型套圈来讲 ...

高工，热应力比油淬大是肯定的，组织应力未必小。
这个曲线就是做马氏体淬火的，盐浴温度在180C，冷却曲线在低温段和油很接近，我在前面给出的张克俭的盐浴曲线也是这个特征，从这个300C附近冷速来看，和油没啥差别。
但是如果做的贝氏体淬火就不一样了，没有马氏体相变，组织应力自然小。

搬运工 · 发表于 2013-4-15 17:25:49

是的，由于高温阶段冷却速度过于快，会导致截面温差过大，组织应力未必小。

dqy · 发表于 2013-4-15 19:59:59

本帖最后由搬运工于 2013-4-15 23:07 编辑

关于组织应力的大小，个人认为关键在于组织转变的时间差；
盐浴与油的冷却，那个时间差小，组织应力会小些。。

搬运工 · 发表于 2013-4-15 23:11:19

dqy 发表于 2013-4-15 19:59

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关于组织应力的大小，个人认为关键在于组织转变的时间差；
盐浴与油的冷却，那个时间差小，组织应力会小些 ...

组织应力与转变温度的关系呢？

dqy · 发表于 2013-4-16 07:38:14

等温温度高，组织应力相对会小些。

穷开心 · 发表于 2013-4-16 08:09:26

aaron01 发表于 2013-4-10 19:18

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冷碾的残余应力非常大，我做过试验，不淬火就把零件加热到600度缓冷，测下尺寸，失圆就很大的，不要说再叠 ...

高工您好！请教一下对于什么工件采用冷碾呢？在把零件加热到600度缓冷，尺寸椭圆就很大，是因为这个应力消除造成的吗？

慕山慕水 · 发表于 2013-4-16 08:12:31

搬运工发表于 2013-4-15 17:06

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盐浴淬火热应力相对较大而组织应力相对较小，以你的经验，变形情况是怎样的呢？
特别是对中小型套圈来讲 ...

说实话，盐浴淬火对于降低中大型轴承套圈淬火变形效果明显，对于中小型套圈≤90mm效果不是特别明显。但是合理调整工艺，调整好装料方式，特别是掌握好含水量，还是有效果的。对于7类套圈，减少锥度变形及一直性明显优于网带炉油淬火。
盐浴冷却速度受含水量影响很大，这给了工艺技术人员一种方便的同时，也多了一个不确定因素。应用好这一特性，可以对不同壁厚的套圈都能得到较好的组织及较好的变形量；同时掌握不好此特性，又可能适得其反。
江浙一带生产小型号轴承轴承的公司，订盐浴热处理设备，老板们大多数追求的不是组织和变形，而是热处理后倒角的颜色，产生蓝色倒角，他们认为是高档轴承的标志。
高工将来应用盐浴炉只要生产出漂亮的蓝色倒角，并且指导磨加工工艺，不把蓝色倒角在磨加工过程损坏，估计老板就满意了。当然，组织和变形也要过得去。

落水残阳 · 发表于 2013-4-16 08:12:54

穷开心发表于 2013-4-16 08:09

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高工您好！请教一下对于什么工件采用冷碾呢？在把零件加热到600度缓冷，尺寸椭圆就很大，是因为这个应力 ...

目前貌似冷碾的尺寸很受限制。我们这只能做到外径220左右的。调心的和球的比较好碾。
退火变形，是应力释放的结果吧。如果用夹具夹好了退，应该就没有这种问题了。

穷开心 · 发表于 2013-4-16 08:16:13

aaron01 发表于 2013-4-15 11:13

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提高温度是非常有效的，我不方便把SKF的标准传上来，不过硬度确实是会下降，这种场合往往要求硬度比较低 ...

现在国外有些文献是提高残奥量，因为残奥比较软，在马氏体轴承可以起到缓冲作用。
不知道该怎么控制

aaron01 · 发表于 2013-4-16 08:19:59

本帖最后由 aaron01 于 2013-4-16 08:52 编辑

落水残阳发表于 2013-4-16 08:12

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目前貌似冷碾的尺寸很受限制。我们这只能做到外径220左右的。调心的和球的比较好碾。
退火变形，是应力释 ...

我以为600C退火前的零件之所以有这个尺寸，是因为内应力存在的结果；拉伸曲线上大于弹性极限的应力产生了应变，这个时候测到的尺寸是已经塑性变形后的尺寸。
当我们退火拿掉这个内应力的时候，零件的形状、尺寸自然向内应力松弛方向发生变化，想要变回最初的状态。
从这种意义上来讨论，冷辗和冷挤压、冲压过程也没什么分别，都是塑性加工，造成了残余应力。

穷开心 · 发表于 2013-4-16 08:23:01

吉祥如意发表于 2013-4-15 12:12

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在这样的环境中，再进行冷冻线建设，难道不是得天独厚的自然资源吗。

你说的是什么地方啊！漠河的冬天也很难达到这个温度，-40就是差不多最低的了吧

落水残阳 · 发表于 2013-4-16 08:24:16

慕山慕水发表于 2013-4-16 08:12

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说实话，盐浴淬火对于降低中大型轴承套圈淬火变形效果明显，对于中小型套圈≤90mm效果不是特别明显。但是 ...

这里有个问题探讨一下：
影响椭圆变形和锥度变形的因素分别是什么？
常说盐浴变形小，是盐浴贝氏体淬火的小，还是盐浴贝氏体或马氏体的都小？

穷开心 · 发表于 2013-4-16 08:24:33

慕山慕水发表于 2013-4-15 16:38

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做个贡献，180度实测盐浴（脱水状态）冷却曲线。
此资料不宜公开，请有权限看到及下载的同志们注意保密。

高工，能否重新设置下，我买不了

aaron01 · 发表于 2013-4-16 08:26:42

穷开心发表于 2013-4-16 08:16

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现在国外有些文献是提高残奥量，因为残奥比较软，在马氏体轴承可以起到缓冲作用。
不知道该怎么控制 ...

需不需要残奥，主要看应用场合，如果是精密轴承，残奥的坏处是尺寸稳定性差，所以SKF有尺寸稳定性试验之一说；
当然SKF也有对尺寸稳定性要求低的SN级别，这个级别要求残奥量控制在8-15%；S0级别，要求小于3%；对应各级别的硬度要求也不一样。

穷开心 · 发表于 2013-4-16 08:27:33

所以因为发表于 2013-4-15 12:59

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我们过去GCr15钢做的是环塞规，冰冷处理的温度为-75℃，稳定性能非常好。
后来冰箱坏了，无法修理，又没 ...

高工您好！不知道您的客户反映稳定性没有过去好，是尺寸不稳定，还是不耐磨？
是不是用高温回火较冰冷处理损失了一些硬度，降低耐磨性，降低了尺寸精度

慕山慕水 · 发表于 2013-4-16 08:29:45

本帖最后由慕山慕水于 2013-4-16 09:00 编辑

从180度实测盐浴（脱水状态）冷却曲线看，最高冷速为121℃/s,应该和快速淬火油接近；但最大冷速出现点在794℃，高于快速淬火油；这对于壁厚（≥12mm）轴承不出现屈氏体有好处，但对于薄壁轴承（≤9mm）组织应力可能大于快速淬火油。低温冷却速度要小于快速淬火油，基本与分级淬火油接近，关键是接近200℃时冷速已接近0，这是快速淬火油（使用温度80℃）所不能达到的。
通过上述分析可知，盐浴对于可使用分级淬火油（120℃）的套圈（≤9mm），组织应力大一些，热应力小一些，变形不会有明显优势。
但对于（≥12mm），只能使用快速淬火油或超快速淬火油的套圈，组织应力相当，热应力要小很多，变形会有较大优势。

上述分析仅仅是粗略说法，其实不管盐浴淬火还是油淬火，只要有组织转变，就会有组织应力发生，热应力也会存在，但这些应力如果均匀，对于对称套圈应该仅有尺寸的涨缩，而不应该有椭圆方向的形变。所以，椭圆变形应该更与进入淬火介质时的姿态及冷却介质流动是否均匀有关。

落水残阳 · 发表于 2013-4-16 08:31:57

aaron01 发表于 2013-4-16 08:19

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我以为600C退火前的零件之所以有这个尺寸，是因为内应力存在的结果；拉伸曲线上大于弹性极限的应力产生了 ...

这么解释确实耳目一新。
有个问题继续探讨：
据残阳的浅薄知识，只有弹性变形卸除后才会恢复原来的尺寸状态。所以，铁匠说卸除应力后回到最初的状态，并不准确。
残阳如此解释可好：
600°C退火，相当于给了工件一个与原内应力相反的虚拟作用力，当我们考虑这个虚拟作用力时，可以不再考虑工件的内应力，这时，相当于给了变形前尺寸零件一个力，而这个力高于此温度下零件的弹性变形极限，在这个力的作用下，发生塑性变形。
从这个意义上理解这个问题，变形尺寸的大小不仅取决于内应力的大小，还取决于零件在退火温度下的强度，换言之，还取决于退火温度。如果打算去掉应力而变形小，应该在较低温度长时间退火。

慕山慕水 · 发表于 2013-4-16 08:35:07

落水残阳发表于 2013-4-16 08:24

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这里有个问题探讨一下：
影响椭圆变形和锥度变形的因素分别是什么？
常说盐浴变形小，是盐浴贝氏体淬火的 ...

我在这个贴子里所说盐浴淬火都是指盐浴马氏体淬火，因为不是所有轴承都能使用贝氏体。

aaron01 · 发表于 2013-4-16 08:37:08

本帖最后由 aaron01 于 2013-4-16 08:43 编辑

落水残阳发表于 2013-4-16 08:31

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这么解释确实耳目一新。
有个问题继续探讨：
据残阳的浅薄知识，只有弹性变形卸除后才会恢复原来的尺寸状 ...

退火是不可能完全恢复原来状态，但是是往原来状态的方向变化，如果回到原来状态就是残阳说的弹性形变了。
残阳说的600C退火，新的应力是怎么来的？加热应力吗？这个我没法同意。
加热应力是零件不同部位加热速度有快慢引起的，而在有残余机加工应力的情况下，不管你怎么加热，都会造成恢复，热能让位错松弛、再结晶都会让前面的机加工应力释放掉，你可以做试验，和退火时的加热速度没有关系，只要加热就有应力释放的。

所以因为 · 发表于 2013-4-16 08:41:08

穷开心发表于 2013-4-16 08:27

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高工您好！不知道您的客户反映稳定性没有过去好，是尺寸不稳定，还是不耐磨？
是不是用高温回火较冰冷处 ...

环塞规是一种精密量具，精度要求非常高，客户反映稳定性没有过去好，不是因为不耐磨，而是在使用过程中尺寸精度有变化。
因为硬度要求是不能改变的，所以我们回火温度没有进行调整，还是原来的160--180℃，只是时间延长并且二次回火，但改善残奥量的作用并不明显，影响到以后的使用精度。

aaron01 · 发表于 2013-4-16 08:41:37

本帖最后由 aaron01 于 2013-4-16 08:53 编辑

可以设计这样一个实验，退火态低碳钢拉伸试棒进行拉伸试验，拉到一定变形量后不要拉断，将试棒测量长度和最小直径，然后放回火炉里去以极慢的速度加热到600C保温2小时，缓冷到室温后，再测一下尺寸。看下尺寸变化就明白了。

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