從熱處理工藝分析,由于進(jìn)行鍛后余熱淬火,F(xiàn)AG軸承鋼球未進(jìn)行球化退火處理,故晶粒粗大,并存在帶狀組織;同時(shí),淬火馬氏體中碳含量很高,鍛后淬火中入水溫度偏高,使鋼球淬火應(yīng)力增大。
分析認(rèn)為,西120mm鋼球采用水冷淬火,溫度分布很不均勻,形成很高的組織應(yīng)力,其表面呈壓應(yīng)力狀態(tài).內(nèi)部為拉應(yīng)力,內(nèi)部拉應(yīng)力是造成工件斷裂的主要原因。
此外,軸承鋼球水淬冷卻能力強(qiáng),且工件內(nèi)層狀組織粗大,接近心部處存在較硬的組織,使工件心部韌性差,存在裂紋開裂隱患。工件生產(chǎn)中淬火后未及時(shí)回火,淬火后應(yīng)力很高而沒有得到消除和釋放,從而導(dǎo)致鋼球開裂損壞。分析認(rèn)為,軸承鋼球淬火開裂與鍛造及熱處理工藝密切相關(guān)。鍛造加熱時(shí)間或溫度控制不當(dāng),造成鋼球過熱或過燒,故晶粒粗大,工件韌性下降。另一方面,西120mm鋼球中心部位鍛造變形小,冷卻速度也較小,因而該部位再結(jié)晶晶粒粗大,造成鋼球裂紋斷裂最易先在中部發(fā)生。
綜上分析,提出高碳馬氏體鋼球防止開裂工藝改進(jìn)措施如下:
(1)鍛造。加大鍛造比,嚴(yán)格鍛造工藝控制,防止鍛后心部組織粗大。
(2)降低軸承鋼球淬火入水溫度,提高出水溫度,可使工件淬火應(yīng)力明顯減小和緩和。
(3)淬火前增加球化退火,細(xì)化組織,使工件淬火后呈細(xì)針狀(細(xì)片狀.)馬氏體,防止淬火后產(chǎn)生粗大組織。
(4)淬火后及時(shí)回火,消除淬火應(yīng)力,穩(wěn)定組織,進(jìn)一步去除工件產(chǎn)生開裂的隱患。
采用上述工藝改進(jìn)后,F(xiàn)AG軸承鋼球淬火開裂失效現(xiàn)象消除,工件熱處理后質(zhì)量?jī)?yōu)良,生產(chǎn)運(yùn)行良好。