(1) 清潔熱處理
熱處理生產(chǎn)形成的廢水、廢氣、廢鹽、粉塵、噪聲及電磁輻射等均會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。解決熱處理的環(huán)境污染問題,實(shí)行清潔熱處理(或稱綠色環(huán)保熱處理)是發(fā)達(dá)國(guó)家熱處理技術(shù)發(fā)展的方向之一。為減少SO2、CO、CO2、粉塵及煤渣的排放,已基本杜絕使用煤作燃料,重油的使用量也越來越少,改用輕油的居多,天然氣仍然是最理想的燃料。燃燒爐的廢熱利用已達(dá)到很高的程度,燃燒器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和空-燃比的嚴(yán)格控制保證了合理燃燒的前提下,使NOX和CO降低到最低限度;使用氣體滲碳、碳氮共滲及真空熱處理技術(shù)替代鹽浴處理以減少?gòu)U鹽及含CN-有毒物對(duì)水源的污染;采用水溶性合成淬火油代替部分淬火油,采用生物可降解植物油代替部分礦物油以減少油污染。
(2) 精密熱處理
精密熱處理有兩方面的含義:一方面是根據(jù)零件的使用要求、材料、結(jié)構(gòu)尺寸,利用物理冶金知識(shí)及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬和檢測(cè)技術(shù),優(yōu)化工藝參數(shù),達(dá)到所需的性能或最大限度地發(fā)揮材料的潛力;另一方面是充分保證優(yōu)化工藝的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量分散度很。ɑ?yàn)榱悖┘盁崽幚砘優(yōu)榱恪?
(3) 節(jié)能熱處理
科學(xué)的生產(chǎn)和能源管理是能源有效利用的最有潛力的因素,建立專業(yè)熱處理廠以保證滿負(fù)荷生產(chǎn)、充分發(fā)揮設(shè)備能力是科學(xué)管理的選擇。在熱處理能源結(jié)構(gòu)方面,優(yōu)先選擇一次能源;充分利用廢熱、余熱;采用耗能低、周期短的工藝代替周期長(zhǎng)、耗能大的工藝等。
(4) 少無氧化熱處理
由采用保護(hù)氣氛加熱替代氧化氣氛加熱到精確控制碳勢(shì)、氮?jiǎng)莸目煽貧夥占訜,熱處理后零件的性能得到提高,熱處理缺陷如脫碳、裂紋等大大減少,熱處理后的精加工留量減少,提高了材料的利用率和機(jī)加工效率。真空加熱氣淬、真空或低壓滲碳、滲氮、氮碳共滲及滲硼等可明顯改善質(zhì)量、減少畸變、提高壽命。
軸承零件的熱處理質(zhì)量控制在整個(gè)機(jī)械行業(yè)是最為嚴(yán)格的。軸承熱處理在過去的20來年里取得了很大的進(jìn)步,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:熱處理基礎(chǔ)理論的研究;熱處理工藝及應(yīng)用技術(shù)的研究;新型熱處理裝備及相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。
1 高碳鉻軸承鋼的退火
高碳鉻軸承鋼的球化退火是為了獲得鐵素體基體上均勻分布著細(xì)、小、勻、圓的碳化物顆粒的組織,為以后的冷加工及最終的淬回火作組織準(zhǔn)備。傳統(tǒng)的球化退火工藝是在略高于Ac1的溫度(如GCr15為780~810℃)保溫后隨爐緩慢冷卻(25℃/h)至650℃以下出爐空冷。該工藝熱處理時(shí)間長(zhǎng)(20h以上)[1],且退火后碳化物的顆粒不均勻,影響以后的冷加工及最終的淬回火組織和性能。之后,根據(jù)過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變特點(diǎn),開發(fā)等溫球化退火工藝:在加熱后快冷至Ar1以下某一溫度范圍內(nèi)(690~720℃)進(jìn)行等溫,在等溫過程中完成奧氏體向鐵素體和碳化物的轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變完成后可直接出爐空冷。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省熱處理時(shí)間(整個(gè)工藝約12~18h), 處理后的組織中碳化物細(xì)小均勻。另一種節(jié)省時(shí)間的工藝是重復(fù)球化退火:第一次加熱到810℃后冷卻至650℃,再加熱到790℃后冷卻到650℃出爐空冷。該工藝雖可節(jié)省一定的時(shí)間,但工藝操作較繁。
2 高碳鉻軸承鋼的馬氏體淬回火
2.1常規(guī)馬氏體淬回火的組織與性能
近20年來,常規(guī)的高碳鉻軸承鋼的馬氏體淬回火工藝的發(fā)展主要分兩個(gè)方面:一方面是開展淬回火工藝參數(shù)對(duì)組織和性能的影響,如淬回火過程中的組織轉(zhuǎn)變、殘余奧氏體的分解、淬回火后的韌性與疲勞性能等[2~10];另一方面是淬回火的工藝性能,如淬火條件對(duì)尺寸和變形的影響、尺寸穩(wěn)定性等[11~13]。常規(guī)馬氏體淬火后的組織為馬氏體、殘余奧氏體和未溶(殘留)碳化物組成。其中,馬氏體的組織形態(tài)又可分為兩類:在金相顯微鏡下(放大倍數(shù)一般低于1000倍),馬氏體可分為板條狀馬氏體和片狀馬氏體兩類典型組織,一般淬火后為板條和片狀馬氏體的混合組織,或稱介于二者之間的中間形態(tài)—棗核狀馬氏體(軸承行業(yè)上所謂的隱晶馬氏體、結(jié)晶馬氏體);在高倍電鏡下,其亞結(jié)構(gòu)可分為位錯(cuò)纏結(jié)和孿晶。其具體的組織 |