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軸承行業(yè)對熱處理裝備的需求

中國軸承網(wǎng) 發(fā)布時間:2008/04/16

軸承行業(yè)對熱處理裝備的需求

一、軸承熱處理技術的發(fā)展趨勢

軸承熱處理直接關系著后續(xù)的加工質(zhì)量,以致最終影響零件的使用性能及壽命,同時軸承熱處理又是軸承制造中的能源消耗大戶和污染大戶。
軸承的熱處理裝備直接影響軸承熱處理質(zhì)量,以及能源消耗和污染。近年來,隨著科技的進步,熱處理技術的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)清潔熱處理 熱處理生產(chǎn)形成的廢水、廢氣、廢鹽、廢油及電磁輻射等均會對環(huán)境造成污染。解決熱處理的環(huán)境污染問題,實行清潔熱處理(或稱綠色環(huán)保熱處理)是熱處理技術發(fā)展的方向之一。這對于熱處理的氣氛、淬火油和清洗設備都提出了高要求。

(2)精密熱處理 精密熱處理就是充分保證優(yōu)化工藝的穩(wěn)定性,實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量分散度很小(或為零)、熱處理畸變?yōu)榱悖瑴p少磨削留量提高生產(chǎn)效率,節(jié)約材料。實現(xiàn)精密熱處理必須有良好的爐溫均勻性、控溫準確性,以及淬火劑良好的冷卻性和穩(wěn)定性。實現(xiàn)軸承的精密熱處理可以走整體淬火和感應淬火兩條路。

(3)節(jié)能熱處理 選用新型的保溫材料以提高熱處理裝備的能源利用率;優(yōu)化熱處理工藝,提高工藝產(chǎn)量,充分發(fā)揮設備的能力。現(xiàn)階段各軸承廠家都在做這方面的試驗,例如充分利用廢熱、余熱,有些廠家已利用鍛造余熱進行軸承零件的球化退火;采用耗能低、周期短的工藝替代周期長、耗能大的工藝等;下貝氏體淬火工藝在一定程度上、一定范圍內(nèi),用較短的貝氏體淬火工藝替代了周期長、耗能大的滲碳工藝。

(4)少無氧化熱處理 由采用保護氣氛加熱替代氧化氣氛加熱到精確控制碳勢、氮勢的可控氣氛加熱,熱處理后零件的性能得到提高,熱處理缺陷如氧化、脫碳和裂紋等大大減少,熱處理后的精加工留量減少,提高了材料的利用率和機加工效率。真空加熱氣淬、真空或低壓滲碳、滲氮、氮碳共滲及滲硼等可明顯地改善工件質(zhì)量,減少畸變,提高壽命。

二、軸承熱處理裝備

1.退火設備

現(xiàn)階段我國的退火設備是氧化爐和保護氣氛爐共存,氧化爐多于保護氣氛爐;周期爐和連續(xù)爐共存,且周期爐多于連續(xù)爐。美國、英國、日本等國家早在20世紀六七十年代就已全面推廣推桿式和輥底式等溫球化退火爐,縮短退火周期,節(jié)約能源,并提高退火質(zhì)量。隨著軸承零件加工技術的發(fā)展,以及精密鍛造和精密輾擴(冷輾)工藝的采用,零件毛坯的加工精度越來越高,由此帶來了對保護氣氛退火的需求。軸承行業(yè)應迅速推廣保護氣氛球化退火,以減少退火后的氧化脫碳,提高加工效率,節(jié)材節(jié)能,降低成本。

2.常規(guī)馬氏體淬火的工裝設備

現(xiàn)階段我國軸承行業(yè)常規(guī)馬氏體淬火的工裝設備參差不齊,從保護介質(zhì)上可分為無保護介質(zhì)的氧化爐、可控氣氛爐和真空爐。無保護介質(zhì)的氧化爐占軸承熱處理裝備的25%左右,有保護介質(zhì)的少無氧化爐占軸承熱處理裝備的50%左右,可控氣氛爐占軸承熱處理裝備的20%左右,真空爐占軸承熱處理裝備的5%左右。從生產(chǎn)周期上可分為周期爐和連續(xù)爐。

近幾十年來,馬氏體淬火的工裝設備發(fā)展主要集中在以下幾個方面:

(1)自動化生產(chǎn)線 目前,國內(nèi)采用的自動生產(chǎn)線按其結(jié)構(gòu)(或工件在爐中的運動方式)可分為:有馬弗網(wǎng)帶爐、無馬弗網(wǎng)帶爐、鑄鏈爐、輥底爐、滾筒爐網(wǎng)帶爐和轉(zhuǎn)底爐系列生產(chǎn)線,上料、前清洗、保護氣氛(或可控氣氛)下加熱、淬火、后清洗(有時還進行二次深冷輥底爐進行二次深冷)及回火均自動完成。生產(chǎn)線自動化程度及控制精度高,處理后工件的質(zhì)量均勻,整條熱處理生產(chǎn)線可作為軸承自動生產(chǎn)線的一部分使用。不同的熱處理生產(chǎn)線根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點適用于不同類型和尺寸的軸承零件的熱處理,如網(wǎng)帶爐適用于中小型軸承套圈;轉(zhuǎn)底爐適用于小批量軸承套圈;輥底爐配有自動升降淬火裝置,適用于壁厚較大的軸承零件;滾筒爐適用于滾動體及小型套圈。

(2)多用爐 即可在可控氣氛下滲碳或碳氮共滲,又可在保護氣氛下淬火,完成工件的無氧化淬火工藝過程。它是一種周期爐,主要適用于小批量、多品種的軸承零件熱處理。

(3)感應加熱淬、回火設備 感應加熱具有加熱速度快、節(jié)能和變形小等優(yōu)點,處理后的工件具有一些常規(guī)加熱所沒有的性能。我國現(xiàn)階段軸承熱處理應用主要集中在轉(zhuǎn)盤軸承和轎車輪轂軸承上,而在GCr15鋼上基本沒有應用。

(4)真空爐 真空狀態(tài)下加熱可減少或避免工件的氧化,配合高壓氣淬可控制工件的冷卻及變形,避免了油淬帶來的環(huán)境污染問題,實現(xiàn)清潔熱處理。另外,真空熱處理后,工件的顯微組織更加細小均勻,表面與心部組織一致,硬度均勻,有利于軸承疲勞壽命的提高。真空爐主要應用在特殊鋼的熱處理(加熱溫度在1 000℃以上)和一些要求較高的GCr15鋼制的軸承零件的淬火上,在我國軸承熱處理領域應用較廣。真空爐的發(fā)展趨勢是超高壓氣淬火代替油淬火,以及應用真空滲碳爐等以解決新鋼種在軸承領域的應用。

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