產(chǎn)品詳情
轉(zhuǎn)盤軸承軸是機(jī)械加工設(shè)備機(jī)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(shí)開閉,并保證軸承有足夠的升程,對整個(gè)機(jī)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(jī)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(shí)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(jī)型的產(chǎn)品屬于船用大型機(jī)械,該產(chǎn)品機(jī)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(qiáng)度偏低的現(xiàn)象,供方調(diào)整熱處理工藝后出現(xiàn)屈服強(qiáng)度合格、抗拉強(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)后的軸承鋼轉(zhuǎn)盤軸承進(jìn)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(jìn)行化學(xué)成分檢驗(yàn),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(shí)驗(yàn)室的拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)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(qiáng)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(jī)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(xì)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(jī)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(jìn)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(shí)際晶粒度8級,符合技術(shù)要求。圖4為M機(jī)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?yàn)榻Y(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(diǎn)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(shí)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(jìn)廠檢驗(yàn)時(shí)對偏析缺陷的檢驗(yàn),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(yàn)》進(jìn)行組織評定,組織為較細(xì)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(jī)型轉(zhuǎn)盤軸承進(jìn)行理化分析,得出如下結(jié)論。
1)機(jī)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(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率、斷面收縮率及硬度)。
3)M機(jī)四點(diǎn)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(jī)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(jī)型轉(zhuǎn)盤軸承的正火工藝按照此次調(diào)整試制的工藝進(jìn)行固化,完善相關(guān)工藝文件。
2)棒料進(jìn)廠時(shí)對偏析缺陷的檢驗(yàn),應(yīng)當(dāng)加以合理控制,保證坯料質(zhì)量。