Phân tích nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng sản xuất công nghệ xử lý nhiệt vòng bi trong và ngoài nước
Tóm tắt: Từ các khía cạnh ủ, làm nguội và tôi luyện và xử lý nhiệt đặc biệt của các bộ phận ổ trục, bài báo này xem xét và phân tích một cách có hệ thống nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng sản xuất của công nghệ xử lý nhiệt ổ trục trong và ngoài nước trong những năm gần đây, đồng thời đưa ra các đề xuất cho nghiên cứu và phát triển công nghệ xử lý nhiệt trong tương lai ở Trung Quốc.
Từ khóa: ổ lăn; Xử lý nhiệt; Quá trình tiến trình
Với tốc độ cao và nhẹ của máy chủ, điều kiện làm việc của ổ trục ngày càng khắt khe hơn và yêu cầu về hiệu suất của ổ trục ngày càng cao hơn, chẳng hạn như khối lượng nhỏ hơn, trọng lượng nhẹ hơn, khả năng chịu lực lớn hơn, tuổi thọ cao hơn và độ tin cậy. Trong số đó, tuổi thọ và độ tin cậy của vòng bi trong nước ngày càng trở thành vấn đề nổi bật trong những năm gần đây. Phát triển công nghệ xử lý nhiệt mới và nâng cao chất lượng xử lý nhiệt luôn là chủ đề được các doanh nghiệp sản xuất ổ trục và các doanh nghiệp, tổ chức liên quan trong và ngoài nước quan tâm. Bài báo này tóm tắt tiến bộ của công nghệ xử lý nhiệt trong những năm gần đây, nhằm cung cấp tài liệu tham khảo cho các nhân viên có liên quan trong ngành công nghiệp ổ trục của Trung Quốc.
1. Ủ
Cấu trúc ủ lý tưởng của thép chịu lực crôm carbon cao là cấu trúc với các hạt cacbua mịn, nhỏ, đồng đều và tròn được phân bổ trên ma trận ferrite, được chuẩn bị cho quá trình làm nguội và tôi luyện cuối cùng trong tương lai. Quá trình ủ hình cầu truyền thống là bảo quản nhiệt ở nhiệt độ cao hơn một chút so với Acl(chẳng hạn như 780-810 độ cho GCrl5), sau đó hạ nhiệt từ từ bằng lò (25 độ / h) xuống dưới 650 độ để làm mát không khí. Thời gian xử lý nhiệt của quá trình này dài (hơn 20h),và các hạt cacbua sau khi ủ nhỏ và đồng đều, điều này ảnh hưởng đến cấu trúc và đặc tính của quá trình làm lạnh và làm nguội cuối cùng trong tương lai. Sau đó, theo các đặc tính biến đổi của austenit siêu lạnh, quá trình ủ hình cầu đẳng nhiệt đã được phát triển: sau khi nung nóng, nó được làm lạnh nhanh đến một phạm vi nhiệt độ nhất định dưới Arl(690-720 độ ) và quá trình đẳng nhiệt đã được thực hiện. Trong quá trình đẳng nhiệt, quá trình biến đổi austenit thành ferit và cacbua đã hoàn thành. Sau khi biến đổi, nó có thể được thải trực tiếp ra khỏi lò để làm mát không khí. Ưu điểm của quy trình này là tiết kiệm thời gian xử lý nhiệt (toàn bộ quy trình mất khoảng 12-18h). Các cacbua trong cấu trúc vi mô được xử lý là mịn và đồng nhất, và cấu trúc vi mô được ủ có thể dễ dàng kiểm soát ở mức 2 ~ 3 hoặc vi cấu trúc điểm mịn trongJBl255, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất sau khi xử lý nhiệt lần cuối. Vào những năm 1980, Trung Quốc bắt đầu quảng bá rộng rãi quy trình này trong ngành, đồng thời phát triển và sản xuất thiết bị ủ đẳng nhiệt tương ứng. Trong những năm gần đây, từ góc độ tiết kiệm năng lượng, lò ủ đẳng nhiệt hỗn hợp dầu điện và lò ủ đẳng nhiệt với hai buồng được kết nối song song ở đầu và cuối đã được phát triển, và hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất đáng chú ý; Đồng thời, với sự xuất hiện của quy trình và thiết bị tạo phôi chính xác, lò ủ nhiệt đẳng nhiệt bảo vệ bằng khí quyển dựa trên nitơ đã được sử dụng để giảm quá trình oxy hóa và khử cacbon trong quá trình ủ, đồng thời giảm mức tiêu thụ nguyên liệu thô và chi phí gia công.
2. Mlàm nguội và ủ artensite
Sự phát triển của quá trình tôi luyện và tôi luyện martensitic thông thường của thép chịu lực crom carbon cao chủ yếu được chia thành hai khía cạnh: một mặt, đó là thực hiện nghiên cứu cơ bản về ảnh hưởng của các thông số quá trình tôi luyện và tôi luyện đối với cấu trúc vi mô và tính chất, chẳng hạn như biến đổi cấu trúc vi mô trong quá trình làm nguội và tôi luyện, phân hủy austenit còn lại, các đặc tính dẻo dai và mỏi sau khi làm nguội và tôi luyện; Mặt khác, nó là nghiên cứu về các đặc tính công nghệ của quá trình dập tắt bằng lửa, chẳng hạn như ảnh hưởng của các điều kiện dập tắt đối với kích thước và biến dạng, độ ổn định kích thước, v.v.
2.1 Otổ chức và hiệu suất
Cấu trúc vi mô của martensite thông thường sau khi làm nguội bao gồm martensite, austenite được giữ lại và cacbua không hòa tan (dư). Trong số đó, hình thái martensite của Dianli có thể được chia thành hai loại: martensite lath và martensite tấm; Theo cấu trúc con, nó có thể được chia thành rối loạn trật khớp và sinh đôi. Cấu trúc vi mô cụ thể chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng carbon của ma trận. Austenit có nhiệt độ càng cao thì cấu trúc ban đầu càng không ổn định, hàm lượng cacbon trong ma trận austenit càng cao, austenit bị giữ lại trong cấu trúc tôi càng nhiều, mactenxit càng nhiều phiến, kích thước càng lớn. tỷ lệ các cặp song sinh trong cấu trúc con là, và các vết nứt nhỏ dập tắt rất dễ hình thành. Nói chung, khi hàm lượng carbon ma trận nhỏ hơn {{0}}.3 phần trăm, martensite chủ yếu là martensite lath với cấu trúc con lệch vị trí; Khi hàm lượng carbon của ma trận cao hơn 0.6 phần trăm, martensite là martensite dạng tấm với cấu trúc vòng cung hỗn hợp của trật khớp và song sinh; Khi hàm lượng carbon của ma trận lớn hơn 0.75% , mactenxit lớn với bề mặt gờ ở giữa rõ ràng xuất hiện và có các vết nứt nhỏ do tác động của sự phát triển mactenxit dạng phiến. Sau khi làm nguội, hàm lượng carbon của ma trận martensite của thép chịu lực là khoảng 0,55% và cấu trúc vi mô nói chung là cấu trúc hỗn hợp của martensite tấm và tấm, hoặc dạng trung gian giữa chúng - martensite hạt nhân táo tàu, cái gọi là martensite tiền điện tử và tinh thể martensite trong ngành công nghiệp vòng bi; Cấu trúc câm chủ yếu là trật khớp và một lượng nhỏ song thai. Với sự gia tăng của nhiệt độ làm nguội hoặc thời gian giữ, cấu trúc vi mô dần dần thay đổi từ tinh thể bí mật sang tinh thể thành kim mịn. Nói chung, cấu trúc bình thường sau khi làm nguội là hỗn hợp của tinh thể ẩn cộng với tinh thể cộng với martensite hình kim mịn. Khi một số lượng lớn martensite hình kim rõ ràng xuất hiện, cấu trúc không đủ tiêu chuẩn và nên tránh.
Một số lượng lớn các nghiên cứu đã được thực hiện trong và ngoài nước về tác dụng của quá trình làm nguội đối với các đặc tính. Viện nghiên cứu vòng bi Lạc Dương đã thực hiện "Nghiên cứu về quy trình xử lý nhiệt của thép GCrl5 Chuan Yin. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi làm nguội tôi ở nhiệt độ 835 ~ 865 và tôi ở mức 150-180, tính chất cơ học toàn diện tốt hơn và tuổi thọ mỏi tiếp xúc có thể đạt được.Khi tôi ở 845 độ, tải trọng nghiền là cao nhất và tuổi thọ mỏi là dài nhất, với sự gia tăng nhiệt độ ủ và thời gian giữ, độ cứng giảm và độ bền và độ dẻo dai tăng.Đối với các bộ phận với các yêu cầu đặc biệt, nhiệt độ cao hơn và lửa có thể được sử dụng để cải thiện trục." Nhiệt độ sử dụng của ổ trục hoặc xử lý nguội 50~-78 độ giữa quá trình tôi và ram để cải thiện độ ổn định kích thước của ổ trục hoặc quá trình tôi từng bước mactenxit để ổn định austenit còn lại nhằm đạt được độ ổn định kích thước cao và độ bền cao . Sau khi làm nguội và nung nóng, thép chịu lực được làm mát bằng không khí đẳng nhiệt được phân loại ngắn hạn ở 250 độ, sau đó ủ ở 180 độ, hoặc đẳng nhiệt ở nhiệt độ biến đổi martensite (làm nguội đẳng nhiệt martensite), có thể tạo ra sự phân bố nồng độ carbon trong quá trình làm nguội martensite đồng đều hơn, tăng thể tích austenite còn lại ổn định và cải thiện độ bền va đập gấp đôi so với phương pháp làm nguội thông thường.
2.2 Dsự hình thành và ổn định kích thước của quá trình làm nguội và ủ martensite
Trong quá trình làm nguội và rỗ martensite, do các bộ phận khác nhau của bộ phận được làm mát không đồng đều, ứng suất nhiệt và ứng suất kết cấu chắc chắn xảy ra, dẫn đến biến dạng của bộ phận. Biến dạng (bao gồm thay đổi kích thước và thay đổi hình dạng) của các bộ phận sau khi tôi và tôi bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, đây là một vấn đề khá phức tạp. Ví dụ, hình dạng và kích thước của bộ phận, tính đồng nhất của cấu trúc ban đầu, trạng thái xử lý trước khi tôi (kích thước của cá sấu tiếp liệu trong quá trình tiện, ứng suất dư của quá trình gia công, v.v.), tốc độ gia nhiệt và nhiệt độ trong quá trình tôi. , chế độ đặt phôi, chế độ cấp dầu, đặc tính và chế độ lưu thông của môi trường làm nguội và nhiệt độ của môi trường đều ảnh hưởng đến biến dạng của bộ phận. Rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong và ngoài nước, và nhiều biện pháp để kiểm soát biến dạng đã được đưa ra, chẳng hạn như làm nguội quay, làm nguội khuôn và kiểm soát chế độ nạp dầu của các bộ phận. Beck và cộng sự. Chứng tỏ khi nhiệt độ chuyển tiếp từ giai đoạn màng hơi sang giai đoạn sôi quá cao, tốc độ nguội lớn và ứng suất nhiệt lớn sẽ làm austenit biến dạng với điểm chảy thấp và gây biến dạng chi tiết. Lubbenetal. Tin rằng sự biến dạng là do việc ngâm dầu không đều giữa các bộ phận hoặc bộ phận riêng lẻ, đặc biệt là khi sử dụng dầu mới. Tensi et al. Tin rằng tốc độ làm mát tại điểm MS đóng vai trò quyết định trong biến dạng và tốc độ làm mát thấp tại điểm MS và ở nhiệt độ f có thể làm giảm biến dạng. Volkmuth và cộng sự. Nghiên cứu một cách có hệ thống về biến dạng tôi của các vòng trong và ngoài của ổ lăn côn bằng phương pháp tôi (bao gồm dầu và muối). Kết quả cho thấy do các phương pháp làm mát khác nhau, đường kính của ống bao sẽ "tăng" ở các mức độ khác nhau và với sự gia tăng của nhiệt độ môi trường làm nguội, mức độ tăng đường kính của các đầu lớn và nhỏ của ống bao có xu hướng là tương tự, tức là biến dạng "sừng" giảm, đồng thời biến dạng elip của măng xông (động lượng biến thiên đường kính VDP, VOV trong một mặt phẳng xuyên tâm) giảm; Độ cứng của vòng trong lớn và độ biến dạng của nó ít hơn so với vòng ngoài. Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất thiết bị xử lý nhiệt trong và ngoài nước đã giảm đáng kể biến dạng dập tắt của phôi bằng cách thay đổi phương pháp phôi phôi hoặc thêm cơ chế quay vòng dưới cổng tẩy.
Độ ổn định kích thước của các bộ phận sau khi tôi và làm nguội martensite chủ yếu bị ảnh hưởng bởi ba quá trình biến đổi khác nhau: carbon di chuyển từ martensite để tạo thành cacbua, austenite dư bị phân hủy và tạo thành Fe3C, và ba quá trình biến đổi được xếp chồng lên nhau. Giữa 50-120 độ, do cacbua kết tủa nên thể tích của các chi tiết bị giảm đi. Nói chung, các bộ phận hoàn thành quá trình chuyển đổi này sau khi được nung ở 150 độ và có thể bỏ qua ảnh hưởng của nó đến độ ổn định kích thước của các bộ phận trong quá trình sử dụng sau này; Ở 100-250 độ , austenite còn lại bị phân hủy và biến đổi thành martensite hoặc bainit, sẽ đi kèm với sự gia tăng thể tích; 200 độ above, e-cacbua chuyển thành xiđerit dẫn đến giảm thể tích. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng austenite dư có thể bị phân hủy dưới tải trọng bên ngoài hoặc ở nhiệt độ f thấp hơn (ngay cả ở nhiệt độ phòng), dẫn đến sự thay đổi kích thước của các bộ phận. Do đó, trong sử dụng thực tế, cùng một nhiệt độ cháy của tất cả các bộ phận ổ trục phải cao hơn 50 độ so với nhiệt độ sử dụng. Đối với các bộ phận có yêu cầu về độ ổn định kích thước cao, nên giảm hàm lượng austenit còn lại càng nhiều càng tốt, chẳng hạn như làm mát bằng nước bổ sung hoặc xử lý đông lạnh sau khi làm nguội, và nên sử dụng nhiệt độ ủ cao hơn. Tuy nhiên, austenite được giữ lại có thể cải thiện độ dẻo dai và khả năng chống lại sự lan truyền vết nứt. Trong một số điều kiện nhất định, austenite được giữ lại trên bề mặt phôi cũng có thể làm giảm nồng độ ứng suất tiếp xúc và cải thiện tuổi thọ mỏi tiếp xúc của ổ trục.
2.3 xu hướng phát triển của quá trình dập tắt martensite thông thường
Hiện tại, quá trình làm nguội martensite thông thường của các bộ phận ổ trục chủ yếu sử dụng các thiết bị tôi liên tục như lò đúc xích và lò nung đai lưới, và cấu trúc vi mô, độ cứng và các chỉ số khác sau khi tôi có thể dễ dàng kiểm soát trong phạm vi dự kiến. Đối với loại quy trình dập tắt này, hướng phát triển trong tương lai bao gồm hai khía cạnh sau:
2.3.1 kiểm soát biến dạng dập tắt
Về cơ bản, thiết bị làm nguội và sưởi ấm sử dụng môi trường bảo vệ hoặc môi trường có thể kiểm soát, có thể đảm bảo không khử cacbon, hoặc cacbon hóa lại hoặc cacbon hóa theo yêu cầu, để nén rất nhiều phụ cấp gia công sau khi xử lý nhiệt. Nhưng khả năng nén của phụ cấp gia công thường bị hạn chế do biến dạng dập tắt. Hiện tại, biến dạng dập tắt (đặc biệt là biến dạng) đã trở thành yếu tố chính để kiểm soát phụ cấp gia công; Và đối với các vòng của vòng bi chống bụi bịt kín, biến dạng dập tắt sẽ ảnh hưởng đến lực ép vào lớp vỏ chống bụi, sau đó ảnh hưởng đến hiệu suất bịt kín. Do đó, giảm độ méo khi dập tắt hoặc đạt được độ méo bằng 0 sẽ là vấn đề chính cần giải quyết trong quá trình dập tắt martensite thông thường. Do có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc dập tắt biến dạng và cơ chế biến dạng rất phức tạp, mỗi nhà sản xuất nên khám phá một số biện pháp hiệu quả để kiểm soát biến dạng từ thực tế sản xuất theo đặc điểm của thiết bị và sản phẩm của mình, chẳng hạn như kiểm soát vị trí phôi, chế độ nạp dầu, làm nguội dầu và nhiệt độ dầu, khuấy, v.v., để đạt được quá trình làm nguội ít hơn và không bị biến dạng.
2.3.2 kiểm soát và đánh giá ứng suất dư và austenite bị giữ lại
Không có hạn chế về chỉ số đánh giá đối với ứng suất dư và austenite bị giữ lại trong các tiêu chuẩn kiểm tra nhiệt hiện tại ở Trung Quốc. Một số lượng lớn các nghiên cứu cho thấy ứng suất dư ảnh hưởng đến hiệu suất mỏi tiếp xúc, độ bền và vết nứt do mài của các bộ phận. Ứng suất nén dư thích hợp có thể cải thiện tuổi thọ mỏi của tiếp xúc và ngăn ngừa các vết nứt do mài và lắp đặt; Austenite được giữ lại làm giảm độ ổn định kích thước và mức độ ảnh hưởng của nó có liên quan đến độ ổn định, số lượng và vị trí hiện tại của chính austenite được giữ lại. Tuy nhiên, một lượng austenite được giữ lại thích hợp có thể cải thiện độ bền đứt gãy và các đặc tính mỏi do tiếp xúc. Nhiều công ty vòng bi nước ngoài nổi tiếng đã đưa ứng suất dư và giữ lại austenite trong chỉ số kiểm soát xử lý nhiệt. Vì vậy, tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng và cơ chế của ứng suất dư và austenit dư đến tính năng sau nhiệt luyện, nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình tôi và tôi đến ứng suất dư và austenit dư, từ đó đưa ra các chỉ tiêu kiểm soát ứng suất dư và austenit dư. austenite theo điều kiện làm việc của vòng bi sẽ là một trong những hướng chính của nghiên cứu xử lý nhiệt trong ngành công nghiệp vòng bi của Trung Quốc.
3 Bdập tắt đẳng nhiệt ainite
Làm nguội đẳng nhiệt Bainite là một chủ đề nóng trong ngành công nghiệp vòng bi trong nước trong những năm gần đây. Từ những năm 1980, Viện nghiên cứu vòng bi Luoyang đã hợp tác với nhà máy sản xuất vòng bi Trùng Khánh để bắt đầu nghiên cứu ứng dụng phương pháp dập tắt đẳng nhiệt bainite trên vòng bi đường sắt, sau đó thực hiện nghiên cứu ứng dụng phương pháp dập tắt đẳng nhiệt bainite trên vòng bi máy cán với nhà máy sản xuất ổ trục máy cán Shahe. đã đạt được kết quả tốt và đưa ra các yêu cầu kỹ thuật được khuyến nghị liên quan đến quá trình làm nguội đẳng nhiệt bainite trongJBtôi255-1991. Đồng thời, ngành công nghiệp vòng bi cũng đã bắt đầu phổ biến và ứng dụng phương pháp dập tắt đẳng nhiệt bainite. Với sự giúp đỡ của dự án phát triển công nghệ doanh nghiệp trọng điểm "Kế hoạch 5 năm lần thứ tám" quốc gia "vòng bi xe khách đường sắt", các đơn vị liên quan đã thực hiện một nghiên cứu có hệ thống về cấu trúc vi mô và tính chất của austempering bainite, đã được áp dụng thành công vào sản xuất của vòng bi đường sắt gần như tốc độ cao. Năm 2001, khi jbl255 được sửa đổi, nội dung kỹ thuật của quá trình dập tắt đẳng nhiệt bainite đã chính thức được đưa vào các điều khoản chính thức của tiêu chuẩn. Công nghệ dập tắt Bainite đã được sử dụng rộng rãi trong máy cán, đầu máy, hành khách đường sắt và các vòng bi khác.
3.1 Mcấu trúc vi mô và tính chất cơ học của quá trình tôi bainite
Cấu trúc làm nguội đẳng nhiệt của bainite thấp hơn trong thép chịu lực crôm carbon cao bao gồm bainite thấp hơn và cacbua dư. Trong số đó, bainit là một dải cấu trúc q siêu bão hòa cacbon giao nhau không đều, trên đó phân bố 55,.-60 với trục dài của dải. Hình thái không gian của cacbua dạng hạt hoặc hình que ngắn là dạng thấu kính lồi, cấu trúc bên dưới là sự vướng víu trật khớp và không tìm thấy cấu trúc bên dưới nào. Số lượng và hình thái của bainite thay đổi theo các điều kiện xử lý khác nhau. Với sự gia tăng nhiệt độ làm nguội, dải bainite trở nên dài hơn; Với sự gia tăng của nhiệt độ đẳng nhiệt, các dải bainite trở nên rộng hơn, các hạt cacbua trở nên lớn hơn và góc giao nhau giữa các dải bainite trở nên nhỏ hơn, có xu hướng sắp xếp song song, tạo thành một cấu trúc tương tự như bainite phía trên; Biến đổi Bainite là một quá trình liên quan đến thời gian biến đổi đẳng nhiệt. Lượng bainite sau khi làm nguội đẳng nhiệt tăng lên khi kéo dài thời gian đẳng nhiệt. Hiện nay vẫn còn nhiều tranh cãi về cơ chế biến đổi của bainite. Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế biến đổi sẽ cung cấp cơ sở lý thuyết để tiếp tục tối ưu hóa quy trình tôi bainite và mở rộng ứng dụng của nó.
Cấu trúc bainite thấp hơn của thép chịu lực crom carbon cao có thể cải thiện giới hạn tỷ lệ, cường độ năng suất, cường độ uốn và giảm diện tích của thép. So với cấu trúc martensite đã được làm nguội, nó có độ bền va đập, độ bền gãy và độ ổn định kích thước cao hơn. Trạng thái ứng suất bề mặt là ứng suất nén. Giá trị ngưỡng cao △ kthvà tốc độ phát triển vết nứt thấp Da/ dN có nghĩa là cấu trúc bainite không dễ bị nứt, Các vết nứt hiện tại hoặc vết nứt mới bắt đầu không dễ mở rộng.
Người ta thường tin rằng khả năng chống mài mòn và đặc tính mỏi tiếp xúc của cấu trúc hỗn hợp bainite hoặc vỏ ngựa / vỏ sò hoàn toàn thấp hơn so với nhiệt độ thấp và nhiệt độ thấp được làm nguội bằng nhiệt độ thấp và nhiệt độ thấp, và khả năng chống mài mòn và đặc tính mỏi tiếp xúc của martensite với nhiệt độ và lửa tương tự là tương tự hoặc cao hơn một chút. Tuy nhiên, trong điều kiện bôi trơn kém f (chẳng hạn như bùn than hoặc nước), toàn bộ BLcấu trúc cho thấy những ưu điểm rõ ràng, cao hơn nhiều so với tuổi thọ mỏi tiếp xúc của cấu trúc M ở nhiệt độ thấp và lửa, chẳng hạn nhưL10=168h cho B đầy đủLcấu trúc dưới nước bôi trơn vàL10=52h cho cấu trúc M cường lực.
3.2 ứng dụng sản xuất
Các đặc điểm nổi bật của cấu trúc bainite là độ bền va đập, độ bền đứt gãy, khả năng chống mài mòn, độ ổn định kích thước tốt và ứng suất dư bề mặt là ứng suất nén. Do đó, nó phù hợp để lắp ráp các ổ trục có độ nhiễu lớn và điều kiện sử dụng kém, chẳng hạn như đường sắt, nhà máy cán, cần trục và các ổ trục khác chịu tải trọng tác động lớn, máy móc vận chuyển mỏ hoặc hệ thống bốc dỡ mỏ có điều kiện bôi trơn kém, ổ trục mỏ than, v.v... Quá trình luyện thép BL chịu lực crom carbon cao đã được áp dụng thành công trong các ổ trục đường sắt và nhà máy cán và đạt được kết quả tốt.
Trong quá trình sản xuất vòng bi đường sắt và máy cán, do kích thước lớn và trọng lượng nặng của ferrule, cấu trúc martensite dễ gãy trong quá trình làm nguội dầu. Để có được độ cứng cao sau khi tôi, người ta thường thực hiện các biện pháp làm nguội mạnh, dẫn đến làm nguội các vết nứt nhỏ; Do bề mặt của martensite sau khi làm nguội chịu ứng suất kéo, nên sự chồng chất của ứng suất mài trong quá trình mài làm tăng mức ứng suất tổng thể, dễ hình thành các vết nứt do mài và gây ra mẻ phế liệu. Khi bainite được làm nguội, do độ dẻo dai của cấu trúc bainite tốt hơn nhiều so với cấu trúc M và ứng suất nén -400~500mpa được hình thành trên bề mặt, nên xu hướng vết nứt làm nguội giảm đi rất nhiều; Trong quá trình mài, ứng suất nén bề mặt chống lại một phần ứng suất mài, làm giảm mức ứng suất tổng thể và giảm đáng kể các vết nứt do mài.
Công ty SKF chủ yếu áp dụng quy trình tôi nhiệt đẳng nhiệt bainite của thép chịu lực crom carbon cao cho vòng bi đường sắt, vòng bi máy cán và vòng bi được sử dụng trong điều kiện làm việc đặc biệt, đồng thời đã phát triển các loại thép phù hợp cho quá trình tôi bainite (SKF24, SKF25, 100mo7). Toàn bộ cấu trúc bainite thấp hơn thu được sau khi làm nguội với thời gian đẳng nhiệt dài. Gần đây, SKF đã phát triển một loại thép mới 775Vvà thu được bainite thấp hơn đồng đều hơn thông qua quá trình làm nguội đẳng nhiệt đặc biệt. Mặc dù độ cứng tăng lên sau khi làm nguội, nhưng độ dẻo dai của nó cao hơn 60% so với quá trình làm nguội đẳng nhiệt thông thường và khả năng chống mài mòn tăng gấp 3 lần. Độ dày thành của ferrule được xử lý là hơn 100mm.
Các tính chất của cấu trúc hỗn hợp martensite/bainite thu được sau khi đẳng nhiệt một phần vẫn còn gây tranh cãi, chẳng hạn như hàm lượng của BLlà tốt nhất. Cho dù có hàm lượng tối ưu thì việc kiểm soát nó như thế nào trong thực tế sản xuất, kết cấu tổng hợp cần bổ sung nung sau khi đẳng nhiệt, làm tăng chi phí sản xuất. Ngoài ra, liên quan đến quá trình dập tắt đẳng nhiệt bainite, mặc dù quá trình, cấu trúc và tính chất của nó đã được nghiên cứu một cách có hệ thống, đồng thời thúc đẩy mạnh mẽ quá trình t này, nhưng cần chú ý đến những hạn chế của quá trình t này. Không phải tất cả các bộ phận của ổ trục đều phù hợp với quá trình tôi nhiệt đẳng nhiệt bainite. Sự phát triển của thép austempering bainite cũng nên được thực hiện để cải thiện hơn nữa các tính chất của bainite sau khi austempering; Tiến hành phát triển thiết bị xử lý nhiệt đẳng nhiệt thay thế Nitrat, giảm thiểu ô nhiễm môi trường…
4 Sxử lý nhiệt đặc biệt
Thép chịu lực crom carbon cao thường được làm cứng toàn bộ, và ứng suất dư sau khi tôi ở trạng thái ứng suất kéo bề mặt, dễ gây ra các vết nứt tôi và giảm hiệu suất sử dụng của ổ trục. Một loại xử lý nhiệt đặc biệt là thông qua thấm cacbon, thấm nitơ hoặc thấm cacbon của thép chịu lực crôm cacbon cao để cải thiện hàm lượng cacbon và nitơ của lớp trung gian, giảm điểm MS của lớp bề mặt và hình thành ứng suất nén bề mặt sau khi biến đổi bề mặt trong quá trình làm nguội , để cải thiện khả năng chống mài mòn và mỏi do tiếp xúc lăn. Mặt khác, một lượng austenite dư ổn định nhất định được giữ lại trong các bộ phận ổ trục sau khi xử lý nhiệt thông qua các phương pháp nhất định, và austenite dư dễ bị biến dạng được sử dụng để giảm hiệu ứng cạnh của vết lõm, do đó nguồn gây mỏi bề mặt bắt nguồn từ cạnh của vết lõm không dễ hình thành và mở rộng, để cải thiện tuổi thọ mỏi tiếp xúc của ổ trục trong điều kiện ô nhiễm. Nói chung, mục đích trên có thể đạt được bằng cách kiểm soát tiềm năng carbon (nitơ) của khí quyển trong quá trình làm nguội và sưởi ấm. NSJ2 thép của NSK vàSHcông nghệ kOYOđược phát triển dựa trên lý thuyết này.
Một loại phương pháp xử lý nhiệt đặc biệt khác là sử dụng thép thấm cacbon có độ bền cao với hàm lượng cacbon nền cao (0.4 phần trăm) kết hợp với xử lý nhiệt thấm cacbon hoặc thấm cacbon đặc biệt. Đầu tiên, điều chỉnh thành phần của thép thấm cacbon: trên tiền đề đảm bảo độ dẻo dai, tăng hàm lượng carbon của ma trận để cải thiện độ bền của ma trận, đồng thời, tăng hàm lượng huỳnh quang của Si và Mn để cải thiện độ ổn định của dư lượng austenite và thêm Mo để tinh chế cacbua và cacbonitrit. Thứ hai là kiểm soát chặt chẽ quá trình thấm cacbon hoặc cacbonit, để có thể thu được nhiều austenite dư hơn (khoảng 30 phần trăm '--35 phần trăm ) và một số lượng lớn cacbua và cacbonit mịn trên bề mặt của các bộ phận sau khi xử lý. Một mặt, các cacbua nhỏ và carbonitride của rùa có thể đảm bảo độ cứng và khả năng chống mài mòn của bề mặt, khiến vết lõm khó hình thành; Mặt khác, ngay cả khi vết lõm được hình thành, austenite được giữ lại ổn định hơn có thể làm giảm hiệu ứng cạnh của nó và ngăn ngừa sự hình thành và mở rộng các nguồn gây mỏi. Dựa trên lý thuyết này, NSK và KOYOđã phát triển công nghệ sê-ri TF (HTF, STF, NTF) và công nghệ Ke tương ứng, giúp cải thiện đáng kể tuổi thọ của vòng bi trong điều kiện bôi trơn bị ô nhiễm. Ví dụ, tuổi thọ mỏi của vòng bi côn do NSK sản xuất với công nghệ HTF trong điều kiện bôi trơn bị ô nhiễm cao gấp 10 lần so với vòng bi thông thường. NSK và các công ty khác đã sử dụng công nghệ xử lý nhiệt đặc biệt trong nhiều loại sản phẩm vòng bi mới được phát triển.
Trong những năm gần đây, Viện nghiên cứu vòng bi Luoyang đã hợp tác với các đơn vị liên quan để thực hiện nghiên cứu về quy trình xử lý nhiệt đặc biệt của thép chịu lực crôm carbon cao, đồng thời độc quyền thực hiện nghiên cứu về quy trình xử lý nhiệt đặc biệt của thép hợp kim carbon trung bình. Kết quả sơ bộ cho thấy tuổi thọ mỏi tiếp xúc có thể được cải thiện đáng kể bằng cách xử lý nhiệt đặc biệt. Công nghệ này sẽ có giá trị thúc đẩy lớn trong ngành công nghiệp vòng bi, và sẽ trở thành một công nghệ nóng trong nghiên cứu và ứng dụng của ngành công nghiệp vòng bi của Trung Quốc.
5. Kết luận
Trong suốt quá trình phát triển công nghệ xử lý nhiệt vòng bi trong và ngoài nước, vẫn còn một khoảng cách lớn giữa ngành công nghiệp vòng bi của Trung Quốc và công nghệ xử lý nhiệt của các nước phát triển nước ngoài, điều này hạn chế nghiêm trọng việc cải thiện chất lượng vòng bi, đặc biệt là tuổi thọ và độ tin cậy. Toàn bộ ngành công nghiệp vòng bi nên chú ý nghiên cứu lý thuyết cơ bản và công nghệ xử lý nhiệt mới, đồng thời thúc đẩy mạnh mẽ và áp dụng các kết quả nghiên cứu vào sản xuất thực tế, để cải thiện mức độ xử lý nhiệt ở Trung Quốc càng sớm càng tốt.
Tìm hiểu thêm về WBM sản phẩm mớicon lăn côn với một lỗ ở trung tâm:
HenanWeichuang Bearing Technology Co., Ltd đã hoàn thành thành công việc phát triển con lăn côn có lỗ ở trung tâm. Xử lý nhiệt đã được thực hiện bằng cách làm cứng trường hợp. Loại con lăn này được sử dụng rộng rãi trong ổ trục tuabin gió hoặc ổ trục công nghiệp đặc biệt. Vòng bi năng lượng mới mang đến một điểm gia tăng mới trong thị trường vòng bi. Weichuang mua hai máy mài không tâm loại cắm và một máy mài loại cắm. Mở rộng năng lực sản xuất con lăn côn, hiện có thể cung cấp con lăn có đường kính từ 5 đến 80mm.
WBM là nhà sản xuất và nhà cung cấp con lăn côn chuyên nghiệp tại Trung Quốc, với số lượng lớn các sản phẩm chất lượng cao trong kho. Nếu bạn định mua một con lăn côn tùy chỉnh với giá cạnh tranh, vui lòng nhận báo giá từ nhà máy WBM. Phù hợp với triết lý kinh doanh theo đuổi sự xuất sắc, cải tiến liên tục và thịnh vượng chung, tiêu đề bóng, bi thép đặc, tiêu đề con lăn được sản xuất từ WBM hoàn toàn có chất lượng cao và giá cả phải chăng.