GCr15軸承套圈硬態(tài)切削工藝近表層性能研究.pdf

1、軸承是重要的基礎機械零件，在工業(yè)中的應用十分廣泛，它的質(zhì)量直接決定了機械裝備的可靠水平、精度等級、性能優(yōu)良和壽命時間的長短。用CBN/PCBN（立方氮化硼/聚晶立方氮化硼）和陶瓷刀具進行硬態(tài)干切削技術被逐步認為是替代粗車、精車、磨削，甚至是以磨粒磨削為基礎的超精磨的精密、高效、低成本的清潔綠色加工主流技術之一。
　　本文通過以硬態(tài)切削加工 GCr15軸承（62~64HRC）為研究對象，對軸承套圈的近表層性能進行了實驗分析。本文主要

2、有以下幾個方面內(nèi)容：（1）通過采用不同熱處理工藝配合電解萃取方法，制備出能夠滿足樣品特性要求（均勻性、時間穩(wěn)定性與溫度穩(wěn)定性）的殘余奧氏體參考樣品，驗證了殘余奧氏體參考樣品的方法和工藝的通用性并應用于軸承內(nèi)外圈近表層殘余奧氏體量的測試。實驗條件下的軸承套圈殘余奧氏體含量測定結果遠小于標準規(guī)定。（2）通過對退火態(tài)的GCr15軸承套圈的球化體和顯微組織進行評級與觀察，硬態(tài)切削后的軸承套圈進行碳化物、顯微組織和晶粒度評級與觀察，并對從溝道表面

3、至1mm深處顯微組織進行分析，結果顯示退火態(tài)軸承套圈顯微組織為球化體及點狀球化體+鐵素體，碳化物均勻分布在鐵素體基體上；經(jīng)淬回火后的軸承套圈顯微組織為隱晶馬氏體+細小針狀馬氏體+彌散分布顆
　　粒狀碳化物+極少量殘余奧氏體，晶粒細小、組織較均勻；軸承顯微組織沿深度無明顯變化，軸承套圈中碳化物有呈輕微帶狀分布的趨勢。（3）通過對GCr15軸承套圈溝道進行近表層殘余應力分布測定，結果表明，使用硬態(tài)切削加工工藝之后，能夠在軸承溝道表面形

4、成較大的殘余壓應力，并隨著深度的增加殘余壓應力不斷減小，最大壓應力約700MPa，應力層深度在60~80μm。通過減小測量時的腐蝕層深度，更加精細的測定殘余應力分布，結果表明，硬態(tài)切削加工工藝在軸承溝道次表面處殘余壓應力最大，形成與磨削加工工藝不同的典型勺型特征曲線。（4）通過對軸承套圈溝道處作顯微硬度梯度測定，結果表明，軸承套圈硬度值在765~781HV之間，軸承套圈硬度值沿深度無明顯變化。對軸承溝道處作表面微觀形貌分析，可以看到規(guī)律

5、而齊整的切削痕跡。硬態(tài)切削加工后，軸承套圈溝道處表面有較低的粗糙度。（5）通過測量 FA G磨削軸承的近表層性能并與國產(chǎn)硬態(tài)切削加工軸承對比，發(fā)現(xiàn) FA G軸承顯微組織更加細小、碳化物分布更加均勻，顯微組織要明顯優(yōu)于國產(chǎn)硬態(tài)切削軸承。FA G磨削軸承硬度小于國產(chǎn)硬態(tài)切削軸承。FA G軸承有少量較粗劃痕。FAG軸承套圈近表層為殘余壓應力，最大壓應力約為-550MPa，壓應力深度約為30μm。（6）國產(chǎn)硬態(tài)切削加工軸承的近表層顯微組織、硬度

6、大小與分布、表面粗糙度、殘余奧氏體含量均能滿足甚至遠遠優(yōu)于標準的規(guī)定值，基本能夠達到國外先進精密磨削軸承（FA G軸承）的水平，甚至在近表層殘余應力的大小與分布上要優(yōu)于國外精密磨削軸承，這都表明硬態(tài)切削工藝在精密軸承制造上有著非常廣闊的發(fā)展前景。
　　大小與分布、表面粗糙度、殘余奧氏體含量均能滿足甚至遠遠優(yōu)于標準的規(guī)定值，基本能夠達到國外先進精密磨削軸承（FA G軸承）的水平，甚至在近表層殘余應力的大小與分布上要優(yōu)于國外精密磨削軸