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国外机械行业轴承的热处理办法
发布者: 发布时间:2019/4/23 阅读:458

7轴承热处理配备
  
  7.1退火设备圆柱滚子轴承,2类轴承,离合器轴承,汽车轴承,圆锥滚子轴承
  
  工业发达国家早在20世纪六七十年代全面推行推杆式和辊底式等温球化退火炉,缩短退火周期,节约能源,进步退火质量。跟着轴承零件加工技术的开展,精密铸造及精密辗扩(冷辗)工艺的选用,零件毛坯的加工精度越来越高,逐步推行少无车削工艺,由此带来了对维护气氛退火的需求。工业发达国家已遍及选用维护气氛退火,以削减退火后的机加工量,进步加工效率,节材节能,降低本钱。
  
  7.2惯例马氏体淬火的工装设备
  
  传统的加热设备是不带维护气氛的箱式炉、盐浴炉或井式炉,近几十年来,马氏体淬火的工装设备开展首要集中在以下几个方面:
  
  (1)主动化出产线
  
  目前,国外选用的主动出产线按其结构(或工件在炉中的运动方式)可分为:有马弗网带炉和无马弗网带炉、铸链炉、辊底炉、滚筒炉系列出产线,从上料、前清洗、维护气氛(或可控气氛)下加热、淬火、后清洗(有时还进行二次深冷)及回火均主动完成。主动化程度及操控精度高,处理后工件的质量均匀,有些出产线还配有在线检测设备对处理后的工件进行变形或质量检测与操控,整条热处理出产线可作为轴承主动出产线的一部分运用。不同的热处理出产线依据其结构特色适用于不同类型和尺度轴承零件的热处理,如网带炉适用于中小型轴承套圈;辊底炉配有主动升降淬火设备,适用于尺度较大的轴承零件;滚筒炉适用于翻滚体及小型套圈。
  
  (2)多用炉
  
  多用炉把可控气氛加热和维护气氛下淬火结合为一体,完成工件的无氧化淬火工艺进程,首要适用于小批量多种类的轴承零件热处理。
  
  (3)感应加热淬回火设备
  
  感应加热具有加热速度快、节能等长处,处理后的工件具有一些惯例加热所没有的功能。设备体积小,易于集成到轴承出产线中,完成主动化出产。
  
  (4)真空炉
  
  真空状态下加热可削减或避免工件的氧化,配合高压气淬可操控工件的冷却及变形,避免了油淬带来的环境污染问题,完成清洁热处理,别的,真空热处理后,工件的显微安排愈加细小均匀,外表与心部安排一致,硬度均匀,有利于轴承疲劳寿命的进步。
  
  (5)淬火冷却介质及配备
  
  淬火介质可分为三大类:油基、水基和气体淬火介质。油基淬火介质是最常用的淬火介质。一般的淬火油是N32或N15机械油,为进步其冷却功能、抗老化功能、亮光功能、高温功能等分别参加催冷剂、清洗剂、亮光剂、抗氧化剂,构成了快速油、快速亮光油、高温分级等温油等系列淬火油以应用于不同尺度和要求的轴承零件的淬火,别的还有低挥发性的真空淬火油。油基淬火介质的缺点是淬火进程中发生油烟构成空气污染、在随后的清洗进程中构成水污染。
  
  水基淬火介质是由有机聚合物、抗腐蚀剂和其他添加剂组成的水溶液。通过改变有机聚合物的类型和浓度可得到不同的冷却特性以适合于不同轴承零件的淬火冷却要求,在淬火冷却进程中,有机物附着在零件外表可削减零件淬火开裂的危险性,且不发生油烟,清洗方便,无污染,是淬火介质的开展方向。其缺乏是抗老化功能不如油基淬火介质,需对溶液常常进行测验,定时添加有机物溶液以保证其冷却功能。
  
  气体淬火是选用惰性气体为介质(常用的氮气),把压缩气体通过特别规划的喷嘴喷射到工件外表完成工件的淬火冷却。通过调理气体的压力和喷嘴的结构能够操控冷却特性和变形,如Tinscher等人的研讨[11]表明:当氮气的流速到达100m/s时,其冷却特性与油相近,当对工件的外表的亮光度没有特别的要求时,可选用压缩空气作为淬火介质,淬火时外表构成的3~5μm的氧化层可通过今后的磨加工去除掉。气体淬火比水基淬火更洁净,且本钱更低,其关键技术是喷嘴的结构规划。
  
  淬火冷却配备是除淬火介质外影响工件淬火作用的另一大要素。国外对常用的淬火油槽实行多参数操控,如油温、油的冷却特性、油的循环与拌和的方向及速度、工件入油的方式等,以求得到最佳的淬火安排与功能,一起把变形减小到最小程度。日本NSK等出名轴承公司对淬火油进行定时或在线检测,依据检测结果添加所需的添加剂或更新淬火油;另一方面,对淬火后工件的变形进行在线检测,把变形超差的工件主动分检出去,进行矫正后再进入下道工序,可大大减小工件的磨加工留量。别的,油槽中淬火介质的冷却逐步由水循环冷却改为全风冷,运用空气作为冷却介质节约很多的水资源。
  
  多工位主动淬火压床也是国外遍及选用的淬火工装,可主动完成升降、上下料、喷油冷却、油温调理及张紧(或压力)的调理等动作,微机操控,出产节拍可调,可作为轴承主动出产线的一部分适用。
  
  (6)清洗设备
  
  清洗通常是油淬后的必备工序。连续出产线所用的清洗设备一般完成热皂水浸泡、清水喷淋、热风烘干等进程,并带有油水别离设备。先进的清洗设备中,在烘干前还加有二次冷却设备(配有制冷设备,温度在5~10℃之间可调),以削减剩余奥氏体的含量,进步尺度稳定性。
  
  真空清洗是近年来开展起来的清洗设备。其运用淬火油等挥发性液体减压后沸点下降和油、水、水蒸气等有机液一起加热其沸点亦下降的原理进行清洗;别的,运用特别的气、液混合泵发生微小的空气泡混入清洗液中,运用微气泡在工件外表破裂时发生的爆炸力破坏污渍和工件的结合力,然后进一步进步真空清洗的作用。在前室清洗后,进入后真空室,通过抽真空将残存的油和水蒸发出来并进行真空快速枯燥。该类清洗设备的长处是:清洗作用好,尤其是对结构复杂的零件,清洗作用更为明显,清洗后工件外表亮光;安全、清洁,清洗液为清水,不加对环境有害的氯化物和石油类溶剂;主动化程度高,且可运用清洗加热代替低温回火,节约回火费用。
  
  7.3贝氏体等温淬火配备
  
  依据轴承加工的特色,所运用的设备首要有两大类:主动出产线和周期炉。
  
  (1)主动出产线:种类少、批量大的轴承适合主动化出产,如铁路轴承的出产多运用主动出产线。主动出产线首要由维护气氛加热炉和等温淬火槽组成,其间等温淬火部分所用设备按运送工件的动作又可分为三类:转底、推盘及输送带式。由爱协林公司开发的转底、推盘式等温淬火设备是把转底或推盘机构置于等温盐浴中,工件按一定的节拍进出,回忆操控顺序出料,动作由PLC程序操控,该类设备主动化程度高,投资大;由沙菲公司开发的输送带式等温淬火主动线与目前遍及运用的网带式维护气氛淬火主动线结构原理类似,仅仅所用淬火介质为盐浴,这类设备一般只适用于小尺度的零件。
  
  (2)周期式等温淬火设备:轧机轴承因为种类多、批量小,中小型轧机轴承出产厂家多选用箱式炉+淬火冷却槽+等温槽+清洗槽,也有选用箱式炉+多个等温槽。该装备投资少,适用性强,但劳动强度大,安全性差。易普森公司把多用炉和贝氏体淬火等温结合为一体,避免了由加热设备到等温淬火之间的氧化,且等温选用空气炉,配一套残盐回收体系,避免了残盐的环境污染。除此之外,可运用多用炉的特色进行小批量多种类轴承零件的处理,克服了一般主动等温设备的尺度约束。目前,在贝氏体等温淬火大力推行之际,该设备具有很大的推行价值。
  
  7.4维护气氛及操控
  
  跟着对工件淬火后外表质量要求的进步,维护(可控)气氛加热越来越普及,包括退火在内的热处理均选用维护(或可控)气氛加热。20世纪70年代,首要选用吸热式气氛。吸热式气氛是质料气和空气的混合气体在催化剂的作用下部分反响构成一种含18~23%CO、37~42%H2、余量N2的维护气氛。80年代,世界能源危机给世界经济以巨大冲击,氮基气氛应运而生,氮-甲醇气氛的组份与吸热式气氛相近,以氮-甲醇为代表的氮基气氛得到广泛推行。90年代,呈现了把空气和碳氢化合物直接通入高于800°C炉膛内的产气方法,即直生式气氛。通过研讨发现,这种含有高CH4成分的气氛,虽然其气体反响达不到类似于吸热式气氛的平衡程度,但其碳的传输才能仍是由气氛中CO与H2的含量来操控,用氧探头结合CO2分析仪进行碳势操控是能够完成的。直生式气氛的首要长处是很多节约了质料气消耗量,据统计这种气氛无论用在周期式气氛炉仍是连续性气氛炉,其质料气消耗节约费用70%左右。今天,全球约有300多台套气氛炉运用这种气氛进行渗碳、碳氮共渗、维护气氛淬火等多种热处理。
  
  近几年的实际应用表明,氧探头的运用寿命是不定的,氧探头信号的逐步漂移是固定电解质的典型缺点所致。因为这种漂移首要受炉子运行工况的影响,并且漂移的开始及大幅度的漂移是不行预见的,所以由氧探头丈量的碳势与实际值之间差异也是不行预见的。因而,人们定时校验其丈量精度,例如,一个星期一次,用钢箔定碳片来检测氧探头信号是否失真,这真是一个费事的作业,不利于炉子完成全主动化,有时甚至会影响正常出产。鉴于上述原因,Ipsen开发了一个两层丈量体系。
  
  其间一个带标准氧探头用于正常的操控碳势,另一个独立丈量体系用于检测这个氧探头的作业状况,即这两个体系分别丈量气氛的碳势,当结果呈现很大误差时,就会报警。这第二个丈量体系作业元件能够是CO2红外分析仪,也能够是一个微型氧探头(λ-探头),迄今为止,已有许多气氛炉安装了这种两层丈量体系。
 
 

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