零件名稱:馬氏體不銹鋼軸承套圈,見圖8-20.


圖 20.jpg



材質(zhì):9Cr18Mo不銹鋼


熱處理要求:淬火回火硬度為58~62HRC.



1. 零件常見的失效形式及應(yīng)具備的性能


 該軸承用在海水介質(zhì)中,磨損及腐蝕是影響其正常工作的因素,所以,對該零件的要求不僅要具有一般軸承零件的高硬度、高尺寸穩(wěn)定性,還應(yīng)有較好的耐海水腐蝕性能。



2. 材料選用原則及熱處理方法選擇


 為了滿足耐腐蝕性的要求、應(yīng)選擇不銹鋼,為滿足硬度和耐磨性的要求,應(yīng)選擇可熱處理硬化的馬氏體類不銹鋼,所以,選擇高碳、高鉻的馬氏體不銹鋼9Cr18Mo是合適的。熱處理除考慮保證高硬度的淬火、低溫回火外,還應(yīng)考慮尺寸和組織穩(wěn)定性問題,所以,采取冷處理和穩(wěn)定尺寸回火等多種工序。



3. 零件主要加工工序


 鍛造-球化退火(A)-機械加工-淬火(B)-冷處理(C)-回火(D)-磨加工-穩(wěn)定尺寸回火(E)-清理-檢查。



4. 熱處理工藝分析及注意問題


  a. 球化退火(等溫退火)


  9Cr18Mo屬高碳高鉻過共析馬氏體不銹鋼,在鍛造及鍛后冷卻過程中,可能存在組織不均勻,甚至有網(wǎng)狀碳化物,硬度偏高,存在應(yīng)力等問題,所以,鍛后采用球化退火,不僅可以解決上述問題,還為以后的淬火等熱處理創(chuàng)造了良好的組織準(zhǔn)備條件。


  9Cr18Mo不銹鋼球化退火后組織為粒狀珠光體和均勻分布的球狀合金碳化物,硬度不大于241HB.


  球化退火的等溫保溫溫度和時間應(yīng)依據(jù)鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線確定。9Cr18Mo 鋼球化退火工藝見圖8-21。


圖 21.jpg


 b. 淬火


 9Cr18Mo不銹鋼套圈為得到高硬度,必須進行淬火,見圖8-22。


圖 22.jpg



  軸承套圈淬火加熱時應(yīng)防止脫碳氧化,最好采用真空爐或保護氣氛爐加熱,也可用鹽浴爐加熱,如果用箱式爐加熱,則應(yīng)采取表面防護處理。由于9Cr18Mo鋼含有高的碳、鉻含量,導(dǎo)熱系數(shù)低,且為縮短高溫段加熱時間,一般采用預(yù)熱再加熱。淬火加熱溫度采用中上限,以保證合金碳化物的充分溶解。圖8-22是套圈在鹽浴爐中的加熱工藝。先在820~840℃預(yù)熱后再放人高溫鹽爐中加熱。


 淬火冷卻采用油冷。淬火后的組織為隱針馬氏體及合金碳化物,還會有少量的殘余奧氏體。硬度不小于58HRC。


 c. 冷處理


  9Cr18Mo不銹鋼淬火后,組織中會存在少量未轉(zhuǎn)變的殘留奧氏體。殘留奧氏體的存在不僅影響硬度,還影響組織穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性,所以,采用-80~-70℃的冷處理,見圖8-23,促使殘留奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變。冷處理后,硬度可增加1~3HRC。


 d. 回火


淬火并冷處理后的套圈存在一定的應(yīng)力,采用回火可消除部分應(yīng)力。為保持高的硬度,只能采用150~170℃的低溫回火。見圖8-24。


圖 24.jpg



 e. 穩(wěn)定尺寸回火


 為保證軸承套圈的尺寸穩(wěn)定性,在全部工序完成后,還應(yīng)進行一次以穩(wěn)定尺寸為目的的低溫回火,盡量消除存在的應(yīng)力。具體的工藝見圖8-25。


圖 25.jpg