產(chǎn)品詳情
轉(zhuǎn)盤軸承軸是機械加工設(shè)備機構(gòu)中關(guān)鍵零件之一， 用于控制旋轉(zhuǎn)定位等功能，按一定的工作次序和配氣相位及時開閉，并保證軸承有足夠的升程，對整個機械傳動系統(tǒng)的性能起著決定性的作用。在四沖程發(fā)動機中轉(zhuǎn)盤軸承的轉(zhuǎn)速是曲軸的1/2，因此013.30.560型號轉(zhuǎn)盤軸承的轉(zhuǎn)速很高，需要承受很大的轉(zhuǎn)矩。工作時軸承表面與操作臺或挺柱之間有很高的周期性接觸應(yīng)力和較快的相對滑動速度，這就要求轉(zhuǎn)盤軸承有足夠的韌性和剛度，軸承表面有良好的耐磨性和抗沖擊性能。
該型號轉(zhuǎn)盤軸承機型的產(chǎn)品屬于船用大型機械，該產(chǎn)品機型軸承材料使用的是軸承鋼，在轉(zhuǎn)動前期本體拉伸性能測試過程中出現(xiàn)屈服強度偏低的現(xiàn)象，供方調(diào)整熱處理工藝后出現(xiàn)屈服強度合格、抗拉強度偏低的問題（見表1）。
另外，在日常生產(chǎn)中軸承鋼 （相當(dāng)于高硬度鋼）軸承一直存在硬度偏低（＜200 HBW）的問題。
針對以上存在的質(zhì)量問題，前期到轉(zhuǎn)盤軸承的生產(chǎn)現(xiàn)場進行了調(diào)研分析，我們針對發(fā)現(xiàn)的問題提出了正火設(shè)備、正火溫度、冷卻速度等工藝參數(shù)調(diào)整的改進措施，工藝調(diào)整方案見表2。
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本文針對軸承生產(chǎn)工藝改進后的軸承鋼轉(zhuǎn)盤軸承進行本體材料 的理化性能分析，研究正火工藝對轉(zhuǎn)盤軸承用軸承鋼力學(xué)性能的影響，為提高軸承的綜合性能提供合 理的工藝方案。
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3 材料分析
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3.1 化學(xué)成分
對轉(zhuǎn)盤軸承進行化學(xué)成分檢驗，結(jié)果見表3，符合Q/WCG 610.22《材料規(guī)范：鋼質(zhì)軸承》（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）要求。
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3.2 力學(xué)性能
在理化實驗室的拉伸試驗機上進行室溫下拉伸性能測試（見圖1），
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并且檢測軸承試棒的硬度。軸承試棒的力學(xué)性能檢測結(jié)果見表4
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檢測指標(biāo)均 符合Q/WCG 610.22《材料規(guī)范：鋼質(zhì)軸》（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）要求。工藝調(diào)整后的軸承鋼凸輪軸力學(xué)性能測試結(jié)果與工藝調(diào)整前的測試結(jié)果對比（見表1），力學(xué)性能尤其是抗拉強度（Rm）得到大幅度提高。
3.3 本體金相組織
圖2a為使用4%硝酸酒精腐蝕后的M機型軸承心部組織，在中心位置B存在一條顯示顏色完全不同的細長區(qū)域，直徑1.5 mm。金相組織形貌如圖2b所示，B區(qū)域的組織特征明顯不同于A區(qū)域，形成區(qū)域偏析。
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圖3為M機型軸承部A區(qū)域的金相組織，按照GB/T 13320—2007《鋼質(zhì)模鍛件金相組織評級圖及評定方法 》進行金相顯微組織評定。心部組織為珠光體+鐵素體，晶粒均勻，組織評級2級，按照 GB/T 6394—2002《金屬平均晶粒度測定方法》評定奧氏體實際晶粒度8級，符合技術(shù)要求。圖4為M機型心部B區(qū)域的金相組織，心部組織主要為珠光體，極少量的鐵素體組織分布，珠光體晶粒較均勻。
圖片軸承
棒料心部區(qū)域為結(jié)晶的位置，聚集的C、S、P等元素含量較高。Cf53鋼w C為0.52%~0.57%，心部成分偏析區(qū)域接近共析點成分，因此主要形成珠光體組織，僅形成極少量的鐵素體組織。中心偏析按照GB/T 1979—2001《結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評級圖》評定為1級，在技術(shù)要求許可范圍內(nèi)。因此，軸承心部的偏析區(qū)域需加以控制，應(yīng)提高鋼液的純凈度，采用合理的澆注工藝，并在棒料毛坯鍛軋時采用較大的鍛造比。由于嚴(yán)重的偏析會對鋼材質(zhì)量有顯著的影響，因此棒料進廠檢驗時對偏析缺陷的檢驗，應(yīng)當(dāng)加以合理控制，保證坯料質(zhì)量。
3.4 表面感應(yīng)淬火層金相組織
軸承桃尖、基圓和支撐軸頸（見圖5）的表面感應(yīng)淬火層深度、硬度檢測結(jié)果見表5
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符合標(biāo)準(zhǔn)要求。感應(yīng)淬火層的金相組織如圖6所示，按照QC/T 502—1999《汽車感應(yīng)淬火零件金相檢驗》進行組織評定，組織為較細針狀馬氏體，評級為4級，符合標(biāo) 20200718準(zhǔn)要求。
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3.5 結(jié)論
經(jīng)過對工藝調(diào)整后的Cf53鋼M機型轉(zhuǎn)盤軸承進行理化分析，得出如下結(jié)論。
1）機型軸承化學(xué)成分符合要求。
2）提高正火冷卻速度，可以改善軸承力學(xué)性能（抗拉強度、屈服強度、伸長率、斷面收縮率及硬度）。
3）M機四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承本體的金相組織符合要求，軸承本體心部位置存在1級中心偏析區(qū)域，直徑 1.5mm沿凸輪軸中心線分布。
4）M機型軸承感應(yīng)淬火層的金相組織符合要求。
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4 改善建議013.30.560
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1）供方將軸承鋼M機型轉(zhuǎn)盤軸承的正火工藝按照此次調(diào)整試制的工藝進行固化，完善相關(guān)工藝文件。
2）棒料進廠時對偏析缺陷的檢驗，應(yīng)當(dāng)加以合理控制，保證坯料質(zhì)量。
