汽車(chē)軸承關(guān)鍵技術(shù)——熱處理

軸承是一個(gè)重要的機械基礎連接件，在機械工業(yè)應用廣泛?？梢哉f(shuō)，有旋轉的地方就有軸承。汽車(chē)作為現代社會(huì )人們的主要交通工具，汽車(chē)工業(yè)也成為我國主要的支柱產(chǎn)業(yè)，軸承在其中也發(fā)揮著(zhù)重要作用。汽車(chē)的很多安保件，如轉向器、發(fā)動(dòng)機和變速箱等，都可以看到軸承的身影。汽車(chē)軸承作為軸承的一個(gè)分支，有承載、抗沖擊和高速旋轉等特殊性能，其性能對乘客、駕駛員和車(chē)輛本身的安全有著(zhù)重要影響。

熱處理作為汽車(chē)軸承制造過(guò)程的關(guān)鍵工序，其加工質(zhì)量好壞與原材料是影響軸承壽命的兩大重要因素。下面，筆者根據自己的工作經(jīng)驗和所掌握知識，從汽車(chē)軸承的材料、熱處理設計、熱處理工藝、熱處理裝備、熱處理技術(shù)力量和熱處理發(fā)展方向等方面，對汽車(chē)軸承熱處理技術(shù)做簡(jiǎn)要闡述。                                                                          

汽車(chē)軸承熱處理技術(shù)

汽車(chē)軸承用鋼中主加合金元素鉻的主要作用是提高鋼的淬透性，使零件在淬火、回火后整個(gè)截面上獲得較均勻的組織。鉻可形成合金滲碳體（Fe，Cr）3C，使奧氏體晶粒細化，加熱時(shí)降低鋼的過(guò)熱敏感性，提高耐磨性，并能使鋼在淬火時(shí)得到細針狀或隱晶馬氏體，使鋼在高強度的基礎上增加韌性，一般不需要對汽車(chē)軸承進(jìn)行深冷處理，除非對零件尺寸的穩定性及殘留奧氏體的含量有特殊要求。

（1）汽車(chē)軸承零件的生產(chǎn)工藝路線(xiàn)

鋼球滾動(dòng)體的一般生產(chǎn)路線(xiàn)為：棒料→球坯熱墩成型→光球（銼削）→軟磨→熱處理→硬磨→ 細研→精研（拋光）。

內外套圈的一般生產(chǎn)路線(xiàn)為：管料（冷碾）→退火→車(chē)削→軟磨→熱處理→磨削→精加工。

保持架的一般生產(chǎn)路線(xiàn)為：實(shí)體保持架（尼龍）：毛坯→車(chē)削→拉、鉆窗口→表面處理。

沖壓保持架（金屬）：帶料或板料→成型→切底→沖窗口→壓坡→擴張→表面處理。

汽車(chē)軸承的滾動(dòng)體、外圈、內圈，輪轂軸承的二三代法蘭都要進(jìn)行適當的熱處理，以充分發(fā)揮材料自身的潛力，獲得零件預期的性能并提高總成的使用壽命，主要有球化退火、整體淬火+低溫回火、化學(xué)熱處理、感應熱處理等方式。

（2）汽車(chē)關(guān)鍵軸承零件的熱處理概況

下面從熱處理設備、工藝實(shí)例、技術(shù)要求、發(fā)展預測等作簡(jiǎn)要介紹。

球化退火設備通常使用保護氣氛爐，使退火后的零件表面少、無(wú)氧化，并能提高軸承零件的材料利用率。軸承材料的加熱溫度為835~850 ℃，球化溫度為750~760 ℃，如圖8所示。

球滾動(dòng)體經(jīng)鍛造后，使用愛(ài)協(xié)林輥底式連續性氮基保護氣氛退火爐，如圖9a所示。球化退火溫度為760 ℃，氧勢≥900，露點(diǎn)≤20 ℃，丙烷流量0.18±0.02m³/h，爐內壓力150~300 MPa，檢得硬度≤210 HBW，脫碳層小于等于0.25 mm、網(wǎng)狀碳化物≤CN4.2，鋼球整體淬回火后的硬度要求60HRC以上。

氮基保護氣氛退火爐

保護氣氛連續爐示意 

全自動(dòng)中頻淬火回火線(xiàn)  汽車(chē)軸承用熱處理設備

淬回火設備通常也使用保護氣氛爐型如鑄鏈爐、網(wǎng)帶爐或推桿爐，如圖9b所示，生產(chǎn)效率高、能耗低，常見(jiàn)的國內生產(chǎn)廠(chǎng)家有江蘇豐東、北方工業(yè)、杭州金舟等。

內外圈使用保護氣氛連續爐淬火，為減小變形，使用KR468G專(zhuān)用軸承淬火油并調整加熱溫度時(shí)間、輸送帶運行速度等參數或也可用鹽浴進(jìn)行馬氏體分級淬火，工藝曲線(xiàn)如圖10所示，淬火后硬度達63~64.5 HRC，經(jīng)180±10 ℃回火后硬度61~63HRC，檢得套圈的錐度0.05mm左右，圓柱度≤0.15 mm。

汽車(chē)輪轂軸承二三代帶有法蘭盤(pán)，材料為S55C，要求淬火區域的表面硬度達60HRC以上。宜使用自動(dòng)感應淬火生產(chǎn)線(xiàn)，如圖9c，冷卻介質(zhì)選用濃度可調的水基淬火液，淬火液壓力0.2~0.6 MPa，淬火后硬度62~65 HRC，硬化層深2.2~3.4 mm，圓度≤0.1 mm，經(jīng)（160±10）℃×（120±5）min整體回火后硬度60~63 HRC，顯微組織3~6級。

軸承件整體淬火回火工藝曲線(xiàn)

隨著(zhù)國內熱處理設備和生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，應用在對汽車(chē)軸承零件生產(chǎn)加工上的已基本成熟。原來(lái)的箱式爐、井式爐、鹽浴爐、鼓形爐、普通空氣加熱爐等設備基本被淘汰，現大量普及的是保護氣氛設備輔以變壓吸附、膜制氮等技術(shù)，以托輥式網(wǎng)帶爐為主流的整體淬回火線(xiàn)和自動(dòng)感應淬火回火線(xiàn)已成為主流。另外，由保護氣氛向可控氣氛過(guò)渡，爐控系統由單線(xiàn)計算機控制向集群式計算機控制，也將逐漸發(fā)展為兩大趨勢。

結語(yǔ)

汽車(chē)軸承作為軸承的一個(gè)重要分支，它有著(zhù)處于汽車(chē)工業(yè)及運行環(huán)境的特點(diǎn)。除了改進(jìn)結構設計及良好的密封和潤滑外，采用高純凈材料及合理的熱處理設備和工藝，可提高汽車(chē)軸承的可靠性并達到長(cháng)壽命。

（來(lái)源：熱處理技術(shù)）

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