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轴承行业对热处理装备的需求

中国轴承网发布时间:2008/04/16

轴承行业对热处理装备的需求

一、轴承热处理技术的发展趋势

轴承热处理直接关系着后续的加工质量，以致最终影响零件的使用性能及寿命，同时轴承热处理又是轴承制造中的能源消耗大户和污染大户。
轴承的热处理装备直接影响轴承热处理质量，以及能源消耗和污染。近年来，随着科技的进步，热处理技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：

（1）清洁热处理热处理生产形成的废水、废气、废盐、废油及电磁辐射等均会对环境造成污染。解决热处理的环境污染问题，实行清洁热处理（或称绿色环保热处理）是热处理技术发展的方向之一。这对于热处理的气氛、淬火油和清洗设备都提出了高要求。

（2）精密热处理精密热处理就是充分保证优化工艺的稳定性，实现产品质量分散度很小（或为零）、热处理畸变为零，减少磨削留量提高生产效率，节约材料。实现精密热处理必须有良好的炉温均匀性、控温准确性，以及淬火剂良好的冷却性和稳定性。实现轴承的精密热处理可以走整体淬火和感应淬火两条路。

（3）节能热处理选用新型的保温材料以提高热处理装备的能源利用率；优化热处理工艺，提高工艺产量，充分发挥设备的能力。现阶段各轴承厂家都在做这方面的试验，例如充分利用废热、余热，有些厂家已利用锻造余热进行轴承零件的球化退火；采用耗能低、周期短的工艺替代周期长、耗能大的工艺等；下贝氏体淬火工艺在一定程度上、一定范围内，用较短的贝氏体淬火工艺替代了周期长、耗能大的渗碳工艺。

（4）少无氧化热处理由采用保护气氛加热替代氧化气氛加热到精确控制碳势、氮势的可控气氛加热，热处理后零件的性能得到提高，热处理缺陷如氧化、脱碳和裂纹等大大减少，热处理后的精加工留量减少，提高了材料的利用率和机加工效率。真空加热气淬、真空或低压渗碳、渗氮、氮碳共渗及渗硼等可明显地改善工件质量，减少畸变，提高寿命。

二、轴承热处理装备

1.退火设备

现阶段我国的退火设备是氧化炉和保护气氛炉共存，氧化炉多于保护气氛炉；周期炉和连续炉共存，且周期炉多于连续炉。美国、英国、日本等国家早在20世纪六七十年代就已全面推广推杆式和辊底式等温球化退火炉，缩短退火周期，节约能源，并提高退火质量。随着轴承零件加工技术的发展，以及精密锻造和精密辗扩（冷辗）工艺的采用，零件毛坯的加工精度越来越高，由此带来了对保护气氛退火的需求。轴承行业应迅速推广保护气氛球化退火，以减少退火后的氧化脱碳，提高加工效率，节材节能，降低成本。

2.常规马氏体淬火的工装设备

现阶段我国轴承行业常规马氏体淬火的工装设备参差不齐，从保护介质上可分为无保护介质的氧化炉、可控气氛炉和真空炉。无保护介质的氧化炉占轴承热处理装备的25%左右，有保护介质的少无氧化炉占轴承热处理装备的50%左右，可控气氛炉占轴承热处理装备的20%左右，真空炉占轴承热处理装备的5%左右。从生产周期上可分为周期炉和连续炉。

近几十年来，马氏体淬火的工装设备发展主要集中在以下几个方面：

（1）自动化生产线目前，国内采用的自动生产线按其结构（或工件在炉中的运动方式）可分为：有马弗网带炉、无马弗网带炉、铸链炉、辊底炉、滚筒炉网带炉和转底炉系列生产线，上料、前清洗、保护气氛（或可控气氛）下加热、淬火、后清洗（有时还进行二次深冷辊底炉进行二次深冷）及回火均自动完成。生产线自动化程度及控制精度高，处理后工件的质量均匀，整条热处理生产线可作为轴承自动生产线的一部分使用。不同的热处理生产线根据其结构特点适用于不同类型和尺寸的轴承零件的热处理，如网带炉适用于中小型轴承套圈；转底炉适用于小批量轴承套圈；辊底炉配有自动升降淬火装置，适用于壁厚较大的轴承零件；滚筒炉适用于滚动体及小型套圈。

（2）多用炉即可在可控气氛下渗碳或碳氮共渗，又可在保护气氛下淬火，完成工件的无氧化淬火工艺过程。它是一种周期炉，主要适用于小批量、多品种的轴承零件热处理。

（3）感应加热淬、回火设备感应加热具有加热速度快、节能和变形小等优点，处理后的工件具有一些常规加热所没有的性能。我国现阶段轴承热处理应用主要集中在转盘轴承和轿车轮毂轴承上，而在GCr15钢上基本没有应用。

（4）真空炉真空状态下加热可减少或避免工件的氧化，配合高压气淬可控制工件的冷却及变形，避免了油淬带来的环境污染问题，实现清洁热处理。另外，真空热处理后，工件的显微组织更加细小均匀，表面与心部组织一致，硬度均匀，有利于轴承疲劳寿命的提高。真空炉主要应用在特殊钢的热处理（加热温度在1 000℃以上）和一些要求较高的GCr15钢制的轴承零件的淬火上，在我国轴承热处理领域应用较广。真空炉的发展趋势是超高压气淬火代替油淬火，以及应用真空渗碳炉等以解决新钢种在轴承领域的应用。

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