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郑益;刘进;郑景亮
成果名称 |
环保型GCr15钢轴承专用淬火油的开发与产业化项目 |
成果完成单位 |
马鞍山金泉工业介质科技有限公司 |
批准登记单位 |
安徽省科学技术厅 |
登记日期 |
2020-10-27 |
登记号 |
2020F653Y011638 |
成果登记年份 |
2020 |
淬火后要求不小于63HRC,目的是使得材料淬火加热充分,保证碳以及合金元溶入基体的数量,如果淬火达不
淬火后要求不小于63HRC,回火后60-63,现有部分产品与配套用户协商58-62
预处理对GCr15轴承钢淬火组织与性能的影响
研究了球化退火和固溶+高温回火两种预热处理工艺对GCr15轴承钢淬火组织、硬度、冲击韧性和抗拉强度的影响.结果表明,两种预处理工艺都明显地细化了碳化物颗粒,其中经固溶+高温回火预处理的轴承钢具有较好的碳化物细化效果和细小晶粒的终处理组织,并获得了较高的硬度和抗拉强度值.在预处理都为球化退火工艺、终处理回火温度不同时,经较低回火温度(160℃)处理的轴承钢可获得良好的强韧性能.
GCr15轴承钢淬回火金相检验
GCr15轴承钢淬回火金相检验 GCr15钢是铬轴承钢中最具有代表性的, 使用量占轴承钢的绝大 部分。滚动轴承一般由内圈套、外圈套、滚动体 (滚珠、滚柱、滚锥 或滚针 )和保持器等部分组成。轴承钢主要用来制造轴承的内外圈套 及滚动体。其工件淬回火金相检验的依据是 JB/T1255-2001《高碳铬 轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》 (以下简称为:标准 )。 实践中如何在标准的指导下分析、检验样品的质量,在帮助企 业进行检验小型轴承淬回火工件的工作中我们积累了一些经验。同 时,结合理论知识的收集、 整理,又对 GCr15钢轴承零件的马氏体淬 回火金相检验项目进行了一些总结、分析,在此与同行进行交流。 1.淬回火马氏体级别的鉴定 GCr15属于过共析钢,预先热处理是球化退火。 GCrl5 正常的淬火 温度为: 830~860℃,奥氏体中溶解有 WC=0.5%~0.6%,以及 WCr=0.8%
1.几种不同油品的冷却曲线和冷却速度曲线(图1所示)
图1解析:
1)淬火常用的全损耗系统用油,主要包括L—ANl5油(10号机械油)、L—AN22油(20号机械油)、L—AN46油(40号机械油)和L—ANl00油(50号机械油)等。前三者适用于普通淬火,后者适用于分级淬火等。
2)中速淬火油(普通淬火油),是在全损耗系统用油中添加催冷剂、抗氧化剂、表面活性剂等调制而成的。添加剂含量一般为2.5%一3.5%(质量分数)。
3)全损耗系统用油 10%(质量分数)添加剂的淬火油,冷速界于中、快速淬火油之间。
4)快速淬火油是添加效果更好的催冷剂调制而成的。
2.真空淬火油冷却特性与真空度的关系(如图2所示)
图2解析:
性能指标:50℃时的黏度为20~25mm2/s,闪点(开口)为170℃,凝固点为-10℃等。
试样:西8mm×24mm银棒。
冷却特性如下:
1)随真空度增加,真空淬火油的冷却速度也增加,特别在真空度为50kPa以上时冷却速度急剧增加。
2)真空度为26.6kPa以下时,从400℃左右开始冷却速度增加;然而,真空度为50kPa以上时,从400℃左右开始冷却速度减缓。
20世纪80年代初,为了提高油品的冷却性能,热氧化安定性和防锈性能,在机械油中加入了催冷剂、抗氧剂和防锈剂,研制出不同的淬火油,现如今市场上淬火油品牌比较多,价格差异很大,如何才能选购到既能满足工件淬火质量要求、价格又比较适中的淬火油?换句话说,如何才能选到最适合自己的淬火油呢?
淬火油主要用于钢材淬火,选用时需考虑两方面:
一是对淬硬后硬度要求高低,要求硬度越高,选用的冷却速度越快;
二是工件材质及形状,含碳低的钢材难淬硬,应选用速度快的淬火油,含碳高的钢材易淬硬,可选用冷却速度慢的淬火油。
淬火油有一些特殊要求:
1)低的饱和蒸气压
油品的饱和蒸气压低,蒸发量就小,另外油品的蒸发量随温度与压力的变化而变化,压力降低、温度升高,蒸发量将加大。蒸发量大,易引起炉内污染,影响真空效果。
2)冷却性能好
由于在真空热处理条件下,压力降低,沸点下降,故工件易于沸腾。加工工件表面洁净,使膜状沸腾阶段加长,冷却激烈度减少。因此要求淬火油在较宽的压力范围内,具有较高的冷却能力。
3)光亮性和热安定性好
工件易与淬火油中的残炭、残硫、氧气、水分、酸等反应,因此真空淬火油要具有高的光亮性和热安定性。
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一般采用各种矿物油(如全损耗系统用油)作为淬火介质。油作为淬火介质的最大优点是:相对水而言,在淬火冷却过程中,能在较高温度进入冷却速度较缓慢的对流阶段,有利于减少工件的淬火变形和开裂倾向。
普通淬火油的缺点是:
(1)油的冷却能力要比水小得多,特别是在(500 650℃)温度范围内的冷却速度不足,而此温度段又正是过冷奥氏体最不稳定的鼻尖区域。因此,使用时常需搅拌,以增加冷却能力,但有时也会增加工件变形程度。
(2)作为淬火介质的矿物油,要求具有较高的闪点。否则,在使用时着火的危险较大,安全性差。
(3)产生油烟污染环境。
(4)淬火油(包括各种新型淬火油)经长期使用后会变质,冷却能力下降,从而影响工件的淬火质量。如:淬不透、淬不硬,产生软点等。普通淬火油只适用于过冷奥氏体稳定性高、淬透性好的各类合金钢及截面小于5mm的碳钢工件淬火。
高速淬火油是指那些在高温区冷却速度得到提高的淬火油。获得高速淬火油的基本途径有两种:
(1)合理选取不同类型和不同粘度的矿物油,以适当的配比相互混合,获得高速淬火油。
(2)在普通淬火油中加入添加剂,获得高速淬火油。
高速淬火油适合于截面较大的碳钢或低合金工件,使用温度为20~80℃,温度不易太高,以防加速老化,油中严禁渗入水分,以免影响冷却效果。
光亮淬火油是一种能在可控气氛下使淬火工件表面保持光亮的淬火油。它是在矿物油中加入不同性质的高分子添加物(如光亮剂、抗氧化剂等)调制而成的。光亮淬火油的使用温度为20~80℃。油中严禁混入水分及其他油品。
光亮淬火油适用于在可控气氛下加热后钢件的淬火冷却。
真空淬火油是普通淬火油经真空蒸馏、真空脱气等一系列处理后,再加入催冷剂、光亮齐和抗氧化剂等配制而成的。
它适用于轴承钢、工模具钢、结构钢及合金渗碳钢的淬火冷却。