高碳鉻鋼制軸承套圈在熱處理過程中，由于軸承鋼材料缺陷、熱處理工藝、加工設(shè)備以及人為因素等導(dǎo)致了套圈組織過熱、欠熱、裂紋、變形超差、脫碳超標(biāo)、套圈部分硬度偏低、以及磕碰傷等缺陷。

1.過熱

高碳鉻鋼制軸承套圈淬火后組織應(yīng)為隱晶、細(xì)小結(jié)晶或小針狀馬氏體。而圖1所示出現(xiàn)粗大針狀馬氏體是明顯的過熱組織。這種顯微組織超過《JB/T1255——2014滾動軸承 高碳鉻軸承鋼零件 熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。這種顯微組織會導(dǎo)致軸承的韌性下降，抗沖擊性能降低，軸承的壽命也降低。過熱嚴(yán)重甚至?xí)斐纱慊鹆鸭y。其原因淬火加熱溫度過高或加熱保溫時間太長造成，也可能是原材料碳化物帶狀嚴(yán)重或者退火組織碳化物大小分布不均勻。采取的措施合理選擇加熱溫度、加熱時間。按材料標(biāo)準(zhǔn)選用，嚴(yán)格控制碳化物帶狀。提高退火質(zhì)量，如遇停電、設(shè)備故障等及時采取有效措施。

圖1

2.欠熱  

Gr15鋼制軸承套圈淬火后組織出現(xiàn)較為明顯針狀如圖2或較大團(tuán)塊狀圖3托氏體超過《JB/T1255——2014滾動軸承 高碳鉻軸承鋼零件 熱處理技術(shù)條件》規(guī)定，稱為欠熱組織。它使硬度下降，耐磨性急劇降低，影響軸承壽命。產(chǎn)生原因淬火溫度偏低，保溫時間不夠或冷卻不良，采取的措施是適當(dāng)提高淬火加熱溫度和保溫時間，調(diào)整淬火冷卻介質(zhì)的冷卻能力等。

圖2

圖3

3.淬火裂紋

軸承零件在淬火冷卻過程中因內(nèi)應(yīng)力所形成的裂紋（見圖4）稱淬火裂紋。造成這種裂紋的原因有：軸承套圈淬火后內(nèi)外徑或平面有細(xì)而且長的裂紋，用線切割機(jī)切開觀察裂紋處沒有明顯的脫碳如圖5所示。

圖4

圖5

產(chǎn)生原因：淬火溫度過高或在淬火溫度上限保溫時間過長，冷卻太快，油溫度或淬火油中含有水分超標(biāo)，以及車加工產(chǎn)生的應(yīng)力集中等。采取的措施：降低淬火加熱溫度，確保套圈在適宜的加熱溫度和保溫時間下加熱，淬火油溫度在90℃左右，確保淬火油中含水分低于0.1%。  

4.表面脫碳

軸承套圈淬、回火拋光后發(fā)現(xiàn)表面有明顯的麻點(diǎn)，線切割后觀察縱斷面發(fā)現(xiàn)脫碳層深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定（見圖6）。其原因是套圈在淬火加熱過程中，淬火加熱爐內(nèi)的碳勢低，經(jīng)調(diào)查是由爐頂?shù)稳爰状嫉目灼渲杏幸粋€被堵塞，導(dǎo)致滴入爐內(nèi)甲醇量少所致。采取的措施為防止?fàn)t頂進(jìn)氣管結(jié)碳，影響保護(hù)氣氛碳勢，要求操作工每班必須疏通1～2次。

（a） 外觀            

（b）金相

圖6 套圈脫碳圖片

5.磕碰傷

套圈淬、回火后發(fā)現(xiàn)有明顯的磕碰傷如圖7所示，導(dǎo)致套圈報廢。其原因在熱處理過程中，工件在生產(chǎn)線掉落油槽過程中、接口處（如冷熱清洗劑之間、冷清清洗機(jī)和回火爐之間）和回火爐落料口產(chǎn)生磕碰傷。采取的措施在熱處理生產(chǎn)線各個接口處（如冷熱清洗劑之間、冷清清洗機(jī)和回火爐之間）和回火爐落料口加裝后耐熱橡皮，防止產(chǎn)生磕碰傷。

（a）  

（b）

圖7 淬火套圈磕碰傷圖片

6.變形

軸承套圈在淬火加熱和冷卻以及組織轉(zhuǎn)變過程中，不可避免的產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，這種應(yīng)力的變化導(dǎo)致了套圈發(fā)生變形。套圈淬火變形除了本身剛性有關(guān)外還有如下因素：原材料成分，組織不均勻，退火組織不均勻，裝爐量大，淬火加熱溫度過高，淬火加熱不均勻；冷卻過程中冷卻不均勻以及在冷卻過程中發(fā)生碰撞等。因此，為了減少變形盡量采用較低的淬火加熱溫度和適當(dāng)?shù)谋貢r間，同時要求退火組織為均勻碳化物顆粒，適當(dāng)提高淬火冷卻油的溫度等。