轴承钢（高碳钢）的软化退火怎么做

轴承钢热处理工艺包括正火、退火等预先热处理和最终热处理两个主要环节。GCr15钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢。GCr15轴承钢热处理后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。

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（1）预先热处理

①正火：铬轴承钢正火工艺，工件透热后保温40~60min，冷却需要较快，正火之后立即转为球化退火。

②球化退火：GCr15铬轴承钢常采用等温球化退火工艺，790℃被认为是最佳的球化加热温度。退火前需加热到900~920℃，保温2/3~1h后正火。

保温时间随工件大小、加热炉的均匀性、装炉方法及装炉量、退火前的原始组织均匀性而定。

低温球化退火主要适用于冷冲球、冷挤压套圈的再结晶退火。

普通球化退火、等温球化退火主要适用于锻造套圈、热冲球以及横锻球的退火。铬轴承钢球化退火工艺。

（2）最终热处理

①轴承零件：一般采用淬火和低温回火，其目的是提高钢的强度、硬度、耐磨性与抗疲劳性能。GCr15钢淬火温度在820~860℃，油淬临界直径为25mm。一般采用油冷淬火。加热保温时间比合金工具钢长，盐浴加热系数取值0.8~1.5min/mm。空气炉加热系数1.5~2min/mm。

160℃±10℃的低温回火，回火时间一般为2~4h。

精密轴承零件为稳定尺寸，淬火后应进行-60~80℃冷处理，保温时间为2~4h，冷处理后零件恢复到室温，在4h内进行回火，以防止零件开裂。

低温回火时未能完全消除的残留应力在磨削加工后会重新分布。这两种应力会导致零件尺寸发生变化，甚至会产生龟裂。为此，应再进行一次补充回火，回火温度为120~160℃，保温5~10h或更长。

②工模具GCr15热处理：由于此钢容易产生白点缺陷，大型工模具热处理容易开裂，采用缓慢加热或690℃长时间（大于5h）分段等温可以降低开裂概率，奥氏体化温度选择810℃±10℃，保温系数a=1.6~0.9min/mm。大于60mm直径的工件需要水油双液淬火。

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由于氧化皮的膨胀系数和钢材不同，因此较易脱落，同事氧化皮的熔点在1300-1350℃较低，高温时易熔化，氧化皮的脱落和熔化，使新暴露的钢材表面二次氧化，增加金属的损耗。

下面我们来看下氧化皮的危害：

 首先锻件表面氧化皮会造成金属的损耗，不仅会降低模锻件表面质量，附着在锻件表面的氧化皮，在热处理时会导致锻件组织和性能的不均匀。氧化皮硬度较高，模锻时会加速模锻型腔的磨损，机加工时会加速刀具的损坏。并且氧化皮是呈碱性的，脱落在加热炉的炉膛内和酸性的耐火材料起化学反应，缩短加热炉寿命。

因此锻件表面氧化皮成为锻造行业棘手问题，通常使用喷砂、抛丸和加热酸洗以及机械去氧化皮。后来一款采用高压水除磷原理去氧化皮设备面世，赢得了广大锻造客户的热捧。它在高压碰嘴的作用下，形成的扇形面像一把锋利的刀片的极速水流，将致密的铁皮切开，形成裂痕。

由此可见，薄的扇面具有更大的打击力；高压水透过裂缝遇到高温母材急速汽化蒸发，形成类似爆破的效果，将氧化铁皮和母材剥离；氧化铁皮在受到水的冲击后遇冷收缩，产生横向剪切力，使将氧化铁皮和母材剥离；带有前倾角的水射流的冲刷作用将已疏松的铁皮冲刷掉。

热处理的作用就是提高钢管及精密钢管的材料机械性能、消除残余应力和改善钢管金属的切削加工性能

▲ 精密钢管无缝钢管之热处理无氧退火炉

按照热处理不同的目的，热处理工艺可分为两大类：预备热处理和最终热处理。

1.预备热处理

预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。

（1）退火和正火

退火和正火用于经过热加工的毛坯。含碳量大于0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理；含碳量低于0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理。退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理作准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。

（2）时效处理

时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。

为避免过多运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时效处理即可。但精度要求较高的零件（如座标镗床的箱体等），应安排两次或数次时效处理工序。简单零件一般可不进行时效处理。

除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件（如精密丝杠），为消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。有些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处理。

（3）调质

调质即是在淬火后进行高温回火处理，它能获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形作准备，因此调质也可作为预备热处理。

由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理工序。

2.最终热处理

最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。

（1）淬火

淬火有表面淬火和整体淬火。其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高表面淬火零件的机械性能，常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。其一般工艺路线为：下料--锻造--正火（退火）--粗加工--调质--半精加工--表面淬火--精加工。

（2）渗碳淬火

渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢，先提高零件表层的含碳量，经淬火后使表层获得高的硬度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施（镀铜或镀防渗材料）。由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在0.5~2mm之间，所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。

其工艺路线一般为：下料-锻造-正火-粗、半精加工-渗碳淬火-精加工。

当局部渗碳零件的不渗碳部分采用加大余量后，切除多余的渗碳层的工艺方案时，切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后，淬火前进行。

（3）渗氮处理

渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄（一般不超过0.6~0.7mm），渗氮工序应尽量靠后安排，为减小渗氮时的变形，在切削后一般需进行消除应力的高温回火。