GCr15轴承钢热处理工艺设计

工艺 课程设计（论文）

题目：GCr15轴承钢热处理工艺设计

院（系）： 专业班级： 学

号

：

学生姓名： 指导教师： 起止时间：

课程设计（论文）任务及评语

院（系）： 教研室：材料科学与工程教研室 学 号 学生姓名 专业班级 课程设计（论 文）GCr15轴承钢热处理工艺设计 题 目 一、课设要求 熟悉设计题目，查阅相关文献资料，概述相关零件的热处理工艺，进行零件的服役条件与失效形式分析，提出硬度、耐磨性、强度等要求。完成工艺设计。阐述GCr15轴承钢退火、淬火、回火热处理工艺理论基础，选择设备、仪表和工夹具，阐述轴承热处理质量检验项目、内容及要求；阐明轴承热处理常见缺陷的预防及补救方法；给出所用参考文献。 二、课设任务 1.轴承材料的选择（要求在满足工件使用性能的前提下，兼顾经济性和工艺性，合理选择材料）； 2.给出GCr15的C曲线； 3.给出GCr15轴承钢冷热加工工艺流程图； 4.制定GCr15轴承钢退火、淬火-回火热处理工艺。 三、设计说明书要求 设计说明书包括三部分：1）概述；2）工艺设计；3）参考文献。设计说明书结构见《工艺设计模板》。 集中学习0.5天，资料查阅与学习，讨论1.5天，设计7天：1）概述0.5天，2）服役条件与性能要求0.5天，3）失效形式、材料的选择0.5天，4）结构形状与热处理工艺性0.5天，5）冷热加工工序安排0.5天，6）工艺流程图0.5天，7）热处理工艺设计2天，8）工艺的理论基础、原则0.5天，9）设计工夹具0.5天，10）可能出现的问题分析及防止措施0.5天，11）热处理质量分析0.5天，设计验收1天。 成绩： 学生签字： 指导教师签字： 年 月 日 课程设计（论文）要求与任务 工作计划指导教师评语及成绩 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）

目 录

1 GCr15轴承钢热处理概述 ........................................ 1 2 GCr15轴承钢热处理工艺设计 .................................... 2 2.1 GCr15轴承钢的服役条件、失效形式及性能要求 ................... 2

2.1.1 服役条件、失效形式 .................................. 2

2.1.2 性能要求 ............................................ 2 2.2轴承钢材料的选择 .......................................... 2 2.3 GCr15钢的C曲线 ......................................... 3 2.4 GCr15轴承钢的热处理工艺设计 .............................. 3

2.4.1 GCr15轴承钢的工艺流程 .............................. 4 2.4.2 GCr15轴承钢的热处理工艺设计 ........................ 5 2.5 GCr15轴承钢的热处理工艺理论基础、原则 .................... 7

2.5.1 GCr15轴承钢的球化退火工艺理论基础、原则 ............ 7 2.5.2 GCr15轴承钢淬火工艺原理 ............................ 8 2.5.3 GCr15轴承钢回火工艺理论基础、原则 ................. 10 2.6选择设备、仪表和工夹具 ................................... 11

2.6.1设备 ............................................... 11 2.6.2仪表 ............................................... 13 2.6.3设计工夹具 ......................................... 14 2.7 GCr15轴承钢热处理质量检验项目、内容及要求 ............... 14 2.8 GCr15轴承钢热处理常见缺陷的预防及补救方法 ............... 15

2.8.1加热时常见的缺陷的预防及补救方法 .................... 15 2.8.2淬火、回火缺陷与预防、补救 .......................... 16 2.9热处理工艺卡 ............................................. 17

2.9.1GCr15轴承钢球化退火工艺卡 .......................... 18 2.9.2GCr15轴承钢淬火工艺卡 .............................. 19 2.9.3GCr15轴承钢回火工艺卡 .............................. 20

3.参考文献 ..................................................... 21

I

辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）

1 GCr15轴承钢热处理概述

对轴承钢的冶炼质量要求很高，需要严格控制硫、磷和非金属夹杂物的含量和分布，因为非金属夹杂物的含量和分布对轴承钢的寿命影响很大。对轴承钢的基本质量要求就是纯净和组织均匀。纯净就是杂质元素及非金属杂物要少，组织均匀是钢中碳化物要细小，分布要均匀。夹杂物量愈高，寿命就越短。为了满足这些性能的要求，常常采用高碳铬轴承钢(GCr15 )经退火、淬火加低温回火的热处理工艺，为了改善冶炼质量，近来已采用电炉冶炼并经电渣重熔，亦可采用真空冶炼，真空自耗精炼等新工艺来提高轴承钢的质量。

高碳铬轴承钢的含碳质量分数比较高，一次预备热处理是球化退火，主要目的是为了降低硬度，改善切削加工性，同时获得均匀分布的细粒状珠光体，为最终热处理做好组织上的准备。

通过对经典GCr15轴承钢热处理工艺的分析，更加明确在执行热处理工艺过程中所需要注意的问题。能够正确确定加热温度、时间，保温时间，冷却方式，其目的就是通过正确的热处理工艺，使金属材料的潜在能力得到充分的发挥。

根据轴承的工作条件，失效形式及性能要求，本设计选择的轴承材料为GCr15轴承钢；在设计球化退火-淬火加低温回火热处理工艺中，本设计借鉴了《热处理工程师手册》，《钢的热处理》，《热处理工程基础》，《金属热处理原理与工艺》等。根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的GCr15轴承钢具有高硬度，高耐磨性，高的耐点蚀性能，高的疲劳强度，从而满足轴承的质量要求。

1

辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）

2 GCr15轴承钢热处理工艺设计

2.1 GCr15轴承钢的服役条件、失效形式及性能要求

2.1.1 服役条件、失效形式

滚动轴承运转时，内外套圈与滚动体之间呈点接触或线接触，受到周期性的载荷作用，由于接触面积极小，在接触面上承受极大的压应力和交变载荷，接触应力可达2000～5000MPa，应应力交变次数可达每分钟数万次甚至更高，从而容易造成轴承钢的接触疲劳破换。轴承在工作中，滚动体和套圈及保持器之间还会有相对滑动，产生相互摩擦；大气和润滑剂对轴承还有一定的腐蚀作用；某些情况情况下轴承还会受到冲击负荷的作用。轴承的破坏形式是多种多样的，如疲劳剥落、卡死、套圈断裂、磨损、锈蚀等。

2.1.2 性能要求

1.高的弹性极限、抗拉强度和接触疲劳强度；

2.高的淬硬性和必要的淬透性，以保证高耐磨性，其硬度为（HRC）61～65； 3.一定的冲击韧性；

4.良好的尺寸稳定性（或组织稳定性），这对精密轴承特别重要； 5.在和大或润滑油接触时要能抵抗化学腐蚀； 6．好的工艺性能，以满足大规模生产的需要。

2.2轴承钢材料的选择

轴承钢一般要经球化退火处理和淬火加低温回火处理，球化退火的目的是降低硬度，改善切削加工性，同时获得均匀分布的细粒状珠光体，为最终热处理做好组织上的准备。

GCr15SiMn(A)钢是在GCr15基础上，提高Si、Mn含量的改型钢，以改善其淬透性和弹性极限，耐磨性也有所提高。但其热处理工艺麻烦，成本高。

渗碳钢如20Mn、20NiMo、12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、20Cr2Mn2MoA等，经渗碳-淬火低温回火处理后，表面有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，而心部具有很高的冲击韧性。用渗碳钢做轴承，加工工艺性能好，可以采用冷冲压技术，提高材料的利用率，再经渗碳淬火处理后，在表层形成有利的残余应力，提高轴承的使用寿命。但适用于轧钢机械、矿山挖掘机和其他一些受冲击负载荷较大的机械使用的轴承。

高速钢如Cr4Mo4V(M50)、W6Mo5Cr4V2、W9Cr4V2。这类钢的特点是含有大量的M、

2

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库GCr15轴承钢热处理工艺设计在线全文阅读。