滚动轴承热处理工艺

本书介绍了滚动轴承钢的种类，分析了高碳铬轴承钢热处理原理，并重点论述了高碳铬轴承钢制滚动轴承零件热处理工艺、渗碳轴承钢制滚动轴承零件热处理工艺和耐蚀、耐高温、防磁滚动轴承零件热处理工艺，并阐述了防止氧化和脱碳热处理、滚动轴承零件表面热处理工艺、滚动轴承金属材料保持架热处理工艺、滚动轴承零件热处理工艺案例和滚动轴承零件热处理主要设备等。 本书可供高等院校轴承、金属学和热处理专业以及高职高专学校相关专业的师生使用，对轴承行业的工程技术人员也有一定的参考价值。

本书作者团队来自河南科技大学、斯凯孚（上海）汽车技术有限公司、洛阳LYC轴承有限公司、苏州轴承厂股份有限公司以及斯凯孚中国技术中心。

前言 第1章 绪论 1 1.1 轴承钢发展概况 2 1.1.1 国外轴承钢的发展概况 2 1.1.2 国内轴承钢发展概况 4 1.1.3 轴承钢钢种的发展概况 4 1.2 轴承热处理发展概况 6 1.2.1 轴承热处理发展现状 6 1.2.2 轴承热处理发展方向 8 1.3 滚动轴承服役条件及性能要求 9 1.4 轴承钢种类及材料要求 10 1.4.1 滚动轴承钢种类 10 1.4.2 滚动轴承钢化学成分 15 1.4.3 合金元素及杂质在钢中的作用及影响 16 1.4.4 高碳铬轴承钢的性能 18 1.4.5 高碳铬轴承钢的材料缺陷 19 第2章 高碳铬轴承钢热处理原理 26 2.1 铁碳合金及相图 27 2.1.1 铁碳合金中的基本相 27 2.1.2 铁碳相图 30 2.1.3 典型合金钢结晶过程 33 2.1.4 碳含量对铁碳合金组织的影响 37 2.2 铬对相图的影响 38 2.3 高碳铬轴承钢加热时的组织转变 40 2.3.1 奥氏体的形成机理 40 2.3.2 奥氏体晶核的形成和长大 42 2.3.3 影响奥氏体形成速度的因素 46 2.3.4 奥氏体晶粒度及影响因素 49 2.4 高碳铬轴承钢冷却时的组织转变 52 2.4.1 无限缓慢冷却时的组织转变 52 2.4.2 过冷奥氏体等温冷却转变 53 2.4.3 过冷奥氏体连续冷却转变 59 2.5 高碳铬轴承钢回火时的组织转变及其应力变化 66 2.5.1 高碳铬轴承钢回火时的组织转变 66 2.5.2 高碳铬轴承钢回火时的应力变化 69 第3章 高碳铬轴承钢制滚动轴承零件热处理工艺 71 3.1 高碳铬轴承钢的正火 71 3.1.1 正火的目的 71 3.1.2 正火工艺规范的确定 72 3.1.3 常见正火缺陷及其防止方法 73 3.2 高碳铬轴承钢的退火 73 3.2.1 退火的目的 73 3.2.2 退火方法 74 3.2.3 原始组织对退火组织的影响 77 3.2.4 退火组织中碳化物颗粒大小和分布对轴承接触疲劳寿命的影响 78 3.2.5 高碳铬轴承钢退火后技术要求 78 3.2.6 常见退火缺陷及其防止方法 79 3.3 高碳铬轴承钢的淬火 80 3.3.1 淬火组织中各相成分对轴承性能的影响 80 3.3.2 淬火工艺参数的确定 81 3.3.3 淬火后质量检验 90 3.3.4 常见淬火缺陷及其防止方法 93 3.3.5 贝氏体等温淬火 99 3.4 高碳铬轴承钢的冷处理 101 3.4.1 冷处理温度 101 3.4.2 冷处理时间 103 3.4.3 冷处理方法 103 3.5 高碳铬轴承钢的回火与附加回火 103 3.5.1 高碳铬轴承钢的回火 103 3.5.2 附加回火 109 3.6 影响轴承寿命的材料因素及其控制 110 3.6.1 影响轴承寿命的材料因素 110 3.6.2 影响轴承寿命的材料因素的控制 114 第4章 渗碳轴承钢制滚动轴承零件热处理工艺 117 4.1 化学热处理 118 4.1.1 化学热处理原理 119 4.1.2 渗碳 120 4.1.3 渗氮 125 4.1.4 碳氮共渗和氮碳共渗 126 4.1.5 真空渗碳和渗氮处理 129 4.2 轴承用渗碳钢 130 4.2.1 轴承用渗碳钢的化学成分及用途 130 4.2.2 轴承用渗碳钢的主要性能数据 130 4.2.3 合金元素对渗碳钢性能的影响 131 4.3 渗碳层厚度设计及评定方法 132 4.4 渗碳层性能及缺陷分析 134 4.4.1 渗碳层组织和性能 134 4.4.2 渗碳热处理后的缺陷分析 134 4.5 特大型轴承零件的渗碳热处理 137 4.5.1 技术要求 137 4.5.2 渗碳热处理工艺及其分析 138 4.5.3 质量检查 140 4.6 转向滚轮轴承外圈的渗碳热处理 142 4.6.1 技术要求 142 4.6.2 渗碳热处理工艺 143 4.7 滚针轴承冲压外圈的渗碳热处理 144 4.7.1 冲压外圈的热处理要求 144 4.7.2 网带炉内气氛的控制 145 4.7.3 炉内碳势的校准 146 4.7.4 冲压外圈热处理工艺 146 4.7.5 冲压外圈热处理检验 146 4.8 等速万向节轴承的渗碳热处理 147 4.9 中小型轴承零件的渗碳热处理 148 第5章 耐蚀、耐高温、防磁滚动轴承零件热处理工艺 151 5.1 耐蚀轴承零件热处理 151 5.1.1 耐蚀轴承钢化学成分及性能 152 5.1.2 高碳铬不锈轴承钢制轴承零件热处理 153 5.1.3 其他不锈钢制轴承零件热处理 159 5.2 高温轴承零件热处理 160 5.2.1 GCr4Mo4V 钢制轴承零件热处理 161 5.2.2 其他高温轴承钢制轴承零件热处理 165 5.3 防磁轴承零件热处理 167 5.3.1 铍青铜制轴承零件热处理 167 5.3.2 Cr23Ni28Mo5Ti3AlV 合金轴承零件热处理 168 5.3.3 00Cr40Ni55Al3 合金滚动轴承零件固溶时效处理 169 5.3.4 Monel K - 500 合金制轴承零件热处理 170 5.3.5 00Cr15Ni60Mo16W4 合金制轴承零件固溶时效处理 170 5.3.6 不锈钢高温轴承零件的渗氮 170 第6章 防止氧化、脱碳热处理 174 6.1 氧化和脱碳基本原理 174 6.1.1 氧化 174 6.1.2 脱碳 175 6.2 热处理涂层保护加热 176 6.3 无氧化脱碳可控气氛保护热处理 177 6.3.1 可控气氛的保护原理及种类 178 6.3.2 放热式可控气氛 180 6.3.3 吸热式可控气氛 181 6.3.4 氨分解气氛 182 6.3.5 氮基保护气氛 182 6.3.6 滴注式可控气氛 182 6.3.7 轴承零件可控气氛保护热处理 183 6.4 真空热处理 184 6.4.1 真空热处理基本原理 184 6.4.2 真空热处理特点及其应用 184 6.4.3 真空加热速度 186 6.4.4 保温时间 187 6.4.5 轴承零件真空热处理 188 第7章 滚动轴承零件表面热处理工艺 192 7.1 表面淬火 192 7.1.1 表面淬火的分类 192 7.1.2 快速加热对相变的影响 192 7.1.3 表面淬火后的组织和性能 193 7.1.4 感应淬火 194 7.1.5 激光表面热处理 198 7.1.6 轴承感应淬火案例 199 7.2 表面涂覆 202 7.2.1 气相沉积分类及特点 202 7.2.2 化学气相沉积 203 7.2.3 物理气相沉积 203 第8章 滚动轴承金属材料保持架热处理工艺 209 8.1 保持架常用材料 209 8.1.1 保持架作用及结构特征 209 8.1.2 保持架材料及热处理 209 8.2 冲压保持架的热处理 212 8.3 黄铜保持架的热处理 213 8.3.1 黄铜化学成分及其性能 213 8.3.2 黄铜保持架的热处理工艺 213 8.4 其他金属材料保持架的热处理 214 第9章 滚动轴承零件热处理工艺案例分析 217 9.1 轴承零件热处理工艺原则 217 9.2 一般轴承零件热处理工艺 219 9.2.1 一般轴承零件热处理质量要求 219 9.2.2 一般轴承零件淬、回火工艺 219 9.3 高温回火轴承零件的热处理工艺 223 9.4 铁路轴承零件的热处理工艺 224 9.5 超精密轴承零件的热处理工艺 227 9.6 微型轴承零件的热处理工艺 227 9.7 超轻、特轻系列轴承套圈的热处理工艺 230 9.8 冲压外圈滚针轴承碳氮共渗热处理工艺 230 第10章 滚动轴承零件热处理主要设备 235 10.1 热处理设备分类 235 10.2 箱式炉 237 10.3 台车式炉 238 10.4 井式炉 240 10.5 井式渗碳炉和渗氮炉 242 10.6 密封箱式炉 243 10.7 转筒式炉 244 10.8 滚筒式炉 245 10.9 推杆式炉 246 10.10 传送带式炉 246 10.10.1 DM 型网带式炉 247 10.10.2 TCN 型网带式炉 248 10.10.3 无罐传送带式炉 248 10.11 辊底式炉 249 10.12 真空炉 250 10.13 冷处理设备 254 10.14 表面热处理设备 257 10.14.1 感应热处理设备 257 10.14.2 激光表面热处理设备 259 参考文献 263