轴承锻件是怎么冷却的?

2021-04-20 10:15:52 杨英杰 10

    目前髙碳铬轴承钢在锻造过程中,一般采用喷雾式冷却,但是由于降温速度慢,不均匀,尤其是当锻件温度超过850℃时,有可能产生网状碳化物,影响轴承的使用寿命,并且重新进行返工,浪费大量的人力、物力。为了提高轴承寿命以及减少成本,研究并且设计了此设备。

起重机车轮|轨道车轮|行车轮|托轮

      轴承的使用寿命对用户来说至关重要,而锻造过程的各个环节直接影响着轴承的质量。 轴承钢的加热温度,始锻温度、终锻温度、以及降温速度等对轴承的质量有着很大的关系。 轴承钢锻件在锻造之后尤其是终端温度超过850℃,要求必须快速冷却,在冷却过程中,如果冷却速度不当会产生锻件开裂、网状碳化物等缺陷,严重降低钢的机械性能,影响轴承的使用寿命,轻则返工处理,重则整批报废并且有可能产生人身安全,造成重大的经济损失。基于此目的,开展此方面研究,意义重大。

    1冷却过程中常见缺陷以及消除办法

    锻件在冷却过程中由于冷却不当会产生开裂、网状碳化物等缺陷。

    开裂:钢在冷却时总是外表先冷,依靠热传导把热量从内部传到外表,再散发到周围环境去。外表面的温度总是低于内部,形成热应力,热应力过大这是造成开裂的主要原因。因此防止开裂的方法应根据钢材的材质不同选择适当的冷却温度。对于碳钢和低合金钢,由于他们的导热性好,当界面不太大时不会形成很大的热应力,可以较快的冷却。

    网状碳化物:髙碳铬轴承钢是轴承套圈锻 造过程中最常见的钢种,属于共析钢,在冷却时渗碳体会沿着奥氏体的晶粒边界析出,形成网状碳化物。停锻温度越高,冷却速度越慢则形成的碳化物网状大。

    网状碳化物大降低了钢的冲击韧性,使车工加工困难,淬火时容易开裂。对于细网状的锻件必须在进行一次球化退火,对于粗网状碳化物则必须在退火前加一道正火处理来纠正。

    2目前存在的问题

    传统的降温方式,虽然满足工艺要求,但是由于有些锻件终锻温度在900℃左右, 锻件经过传送带后堆积在料筐中,再加上喷嘴的方向是固定不变,造成锻件不能全方位的进行降温并且降温速度慢,整个锻件上下部位的温度有温差,后加工的锻件由于温度较髙,会把热量传给之前已经降温的锻件,这样重复的升温降温对锻件的质量极其不利,没有有效的控制手段,容易形成大的网状碳化物,因此需要进行改造。

    3装置设计

    根据工艺要求,髙碳铬轴承钢当停锻温度高于850℃时,其冷却速度不得低于50℃/min, 冷却速度不应大于250℃/min,锻件成型后立刻放到喷雾式去除网状碳化物传送带上,水流被风机细化再被传送带上的热锻件雾化,然后风带走热量,并且还不会形成积水。风机的风速和水流量可以人工控制,根据锻件的大小以及工艺的要求进行调整。从传送带出来的锻件温度满足工艺的要求。当冷却到750℃时, 钢内部的组织变化已全部完成,此时应当改为堆放冷却,使冷却速度降低,以便消除高温快 冷阶段造成的内应力。


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       通过对锻件冷却降温方式的研究,降低了锻件网状碳化物出现率和锻件的返修率,提高了锻件质量且减少了很大的一笔费用。