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軸承行業對熱處理裝備的需求
中國軸承網 發布時間:2008/04/16
一、軸承熱處理技術的發展趨勢
軸承熱處理直接關系著后續的加工質量，以致最終影響零件的使用性能及壽命，同時軸承熱處理又是軸承制造中的能源消耗大戶和污染大戶。
軸承的熱處理裝備直接影響軸承熱處理質量，以及能源消耗和污染。近年來，隨著科技的進步，熱處理技術的發展趨勢主要體現在以下幾個方面：
（1）清潔熱處理 熱處理生產形成的廢水、廢氣、廢鹽、廢油及電磁輻射等均會對環境造成污染。解決熱處理的環境污染問題，實行清潔熱處理（或稱綠色環保熱處理）是熱處理技術發展的方向之一。這對于熱處理的氣氛、淬火油和清洗設備都提出了高要求。
（2）精密熱處理 精密熱處理就是充分保證優化工藝的穩定性，實現產品質量分散度很小（或為零）、熱處理畸變為零，減少磨削留量提高生產效率，節約材料。實現精密熱處理必須有良好的爐溫均勻性、控溫準確性，以及淬火劑良好的冷卻性和穩定性。實現軸承的精密熱處理可以走整體淬火和感應淬火兩條路。
（3）節能熱處理 選用新型的保溫材料以提高熱處理裝備的能源利用率；優化熱處理工藝，提高工藝產量，充分發揮設備的能力。現階段各軸承廠家都在做這方面的試驗，例如充分利用廢熱、余熱，有些廠家已利用鍛造余熱進行軸承零件的球化退火；采用耗能低、周期短的工藝替代周期長、耗能大的工藝等；下貝氏體淬火工藝在一定程度上、一定范圍內，用較短的貝氏體淬火工藝替代了周期長、耗能大的滲碳工藝。
（4）少無氧化熱處理 由采用保護氣氛加熱替代氧化氣氛加熱到精確控制碳勢、氮勢的可控氣氛加熱，熱處理后零件的性能得到提高，熱處理缺陷如氧化、脫碳和裂紋等大大減少，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地改善工件質量，減少畸變，提高壽命。
二、軸承熱處理裝備
1.退火設備
現階段我國的退火設備是氧化爐和保護氣氛爐共存，氧化爐多于保護氣氛爐；周期爐和連續爐共存，且周期爐多于連續爐。美國、英國、日本等國家早在20世紀六七十年代就已全面推廣推桿式和輥底式等溫球化退火爐，縮短退火周期，節約能源，并提高退火質量。隨著軸承零件加工技術的發展，以及精密鍛造和精密輾擴（冷輾）工藝的采用，零件毛坯的加工精度越來越高，由此帶來了對保護氣氛退火的需求。軸承行業應迅速推廣保護氣氛球化退火，以減少退火后的氧化脫碳，提高加工效率，節材節能，降低成本。
2.常規馬氏體淬火的工裝設備
現階段我國軸承行業常規馬氏體淬火的工裝設備參差不齊，從保護介質上可分為無保護介質的氧化爐、可控氣氛爐和真空爐。無保護介質的氧化爐占軸承熱處理裝備的25%左右，有保護介質的少無氧化爐占軸承熱處理裝備的50%左右，可控氣氛爐占軸承熱處理裝備的20%左右，真空爐占軸承熱處理裝備的5%左右。從生產周期上可分為周期爐和連續爐。
近幾十年來，馬氏體淬火的工裝設備發展主要集中在以下幾個方面：
（1）自動化生產線 目前，國內采用的自動生產線按其結構（或工件在爐中的運動方式）可分為：有馬弗網帶爐、無馬弗網帶爐、鑄鏈爐、輥底爐、滾筒爐網帶爐和轉底爐系列生產線，上料、前清洗、保護氣氛（或可控氣氛）下加熱、淬火、后清洗（有時還進行二次深冷輥底爐進行二次深冷）及回火均自動完成。生產線自動化程度及控制精度高，處理后工件的質量均勻，整條熱處理生產線可作為軸承自動生產線的一部分使用。不同的熱處理生產線根據其結構特點適用于不同類型和尺寸的軸承零件的熱處理，如網帶爐適用于中小型軸承套圈；轉底爐適用于小批量軸承套圈；輥底爐配有自動升降淬火裝置，適用于壁厚較大的軸承零件；滾筒爐適用于滾動體及小型套圈。
（2）多用爐 即可在可控氣氛下滲碳或碳氮共滲，又可在保護氣氛下淬火，完成工件的無氧化淬火工藝過程。它是一種周期爐，主要適用于小批量、多品種的軸承零件熱處理。
（3）感應加熱淬、回火設備 感應加熱具有加熱速度快、節能和變形小等優點，處理后的工件具有一些常規加熱所沒有的性能。我國現階段軸承熱處理應用主要集中在轉盤軸承和轎車輪轂軸承上，而在GCr15鋼上基本沒有應用。
（4）真空爐 真空狀態下加熱可減少或避免工件的氧化，配合高壓氣淬可控制工件的冷卻及變形，避免了油淬帶來的環境污染問題，實現清潔熱處理。另外，真空熱處理后，工件的顯微組織更加細小均勻，表面與心部組織一致，硬度均勻，有利于軸承疲勞壽命的提高。真空爐主要應用在特殊鋼的熱處理（加熱溫度在1 000℃以上）和一些要求較高的GCr15鋼制的軸承零件的淬火上，在我國軸承熱處理領域應用較廣。真空爐的發展趨勢是超高壓氣淬火代替油淬火，以及應用真空滲碳爐等以解決新鋼種在軸承領域的應用。
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