王鈺德

（浙江富立軸承鋼管有限公司，浙江嵊州，312400）

　　摘　要：隨著社會經濟的發展以及科學技術的進步，我國多種工業技術逐漸趨于成熟，其中新的加工鍛造工藝不斷被研發出來。不論是在機器運轉過程中，還是車輛生產過程中，都離不開軸承這一重要機械部件。然而在制造軸承的過程中，尤其是加熱處理時，往往會出現熱變形的情況。基于上述問題，文章結合筆者多年實踐工作經驗，對軸承套圈熱變形的有效應對方法進行了闡述。

　　關鍵詞：軸承套圈；熱變形；加熱處理；車應力；熱應力；組織應力

　　進入21世紀以來，我國機械制造工藝進入了全新發展的階段，進而更好地滿足社會發展的需要。在機械制造方面廣泛應用了軸承套圈這種部件，但是在對這種部件進行熱處理時，變形問題卻往往影響了工作的正常推進。因此，研發并應用應對熱變形的處理技術，是有關工藝加工部門應該重視起來的問題。

　　1　產生問題的主要原因

　　1.1車應力的作用

　　由于軸承套圈鍛件在退火以后需要馬上運送至車或磨加工工序，并且軸承套圈只有較短時效性，大多數型號部件在鍛件冷卻后就被運到車工序中實施車磨加工，為降低成本而沒有采用人工時效或自然時效的方法，這樣便沒有辦法釋放軸承套圈中的應力。為了有效提升車工序的工作效率，就需要對車工藝上加以改變，在車削的次數上予以減少，這樣就會將單位時間內的切削量提升上來，同時也會將軸承套圈和車刀互相之間的切削力提升上來，這樣就會有較大的應力存在于軸承套圈當中，也就是所謂的車應力。在后續加工溝道或精加工時，這種車應力就會被釋放出來，Z終造成軸承套圈中出現較為嚴重的變形現象。

　　1.2熱應力的作用

　　滾棒爐中存在著四個加熱區，并且四個加熱區的溫度都在800℃以上，這樣在加熱爐中放入軸承套圈時就會存在著較快的加熱速度，較高的溫度便會很快被加熱到軸承套圈表面，但是卻有少量溫度存在于心部當中，導致心部與套圈表面存在著較大的溫差，由于熱脹冷縮的影響，將會導致套圈當中存在較大的應力，這就是所謂的熱應力，軸承套圈在熱應力的影響之下變形的情況就會非常容易出現，加熱溫度越高，那么軸承套圈心部和表面便會有越大的溫差，相應存在的熱應力便會越大，進而影響軸承套圈出現變形的幾率就會越大。

　　1.3組織應力的作用

　　淬火時軸承套圈冷卻速度會很快，基體組織馬上由馬氏體取代了奧氏體，馬氏體組織的體積會大于奧氏體組織的體積，基體組織由馬氏體代替了奧氏體，造成體積出現漲大的情況，由滯后在外表的組織取代了心部的組織，當表面組織完成轉變以后，將會對心部馬氏組織轉變體積增大帶來一定的影響，因而導致拉應力存在于軸承套圈表面，這就是所謂的組織應力，在組織應力的影響之下，變形的情況就會出現在軸承套圈當中，也就會使淬火介質當中存在著較大的冷卻速度，這樣更大的組織應力就會產生，軸承套圈當中的變形影響就會更大，對應軸承套圈中的變形影響也越大。

　　2　應對軸承套圈熱變形的有效方法

　　2.1減少軸承套圈受車應力和熱應力的影響程度

　　在滾棒加熱爐原有溫度的基礎上，將溫度降低40℃左右，并在此基礎上保溫一段時間，這樣預加熱的作用就會存在于滾棒加熱爐當中，在加熱爐當中放入軸承套圈之后，會減緩加熱的速度，這樣對組織就會帶來一定的穩定作用，同時也會使人工時效能夠達到較好的目標，對部分車應力就會很好地予以消除，因而套圈變形在車應力的影響之下就會變小。此外，在降低溫度以后，軸承套圈當中的整體溫度和Z高溫度的延長時間上能夠很好地適應，這樣就大大地減小了軸承套圈的加熱溫度，在進行加熱時，原有工藝的溫度差就會大于軸承套圈心部和表面溫度的溫差，通過下面的公式可以使改進之后工藝的熱應力得到改善。

　　熱應力在工件中的表示為：

　　在這個式子當中：金屬的線脹系數用β進行表示；加熱工件時截面的溫度差異用Δt進行表示；彈性的具體模數利用E進行表示；泊松數利用μ進行表示。

　　同時，要將車加工時的幾何形狀精度控制到位，在安裝夾具的過程中，一定要確保找準精確位置，在技術條件的規定下，幾何形狀在精度上一定要按照規定予以加工。在尺寸公差中間值中控制車加工的產品尺寸，要盡量確保有較小的尺寸散差存在于其中。部件中的留量、退了火之后的具體硬度以及車加工工件在刀具切削刃磨損情況下的尺寸散差都會被增大，并且尺寸散差數值過大，就會很難控制磨削加工的尺寸，同時磨加工的部件在質量上也會受到較大的影響。因此，在鍛造過程中可以采用以上的辦法加強控制。

　　此外，依據其變形的基本規律，在車加工過程中，應該將錐度變形的空間留設出來，通常情況下，直徑的尺寸在遠離基面時，收縮的情況就會不同程度地出現在其中，外圈和內圈一般都會出現這樣的情況，并且幅面越寬、系列代號越輕，就會有越大的變形存在于產品當中。所以，在車加工過程中，應該按照一定的參考數值進行加工。

　　2.2降低組織應力影響軸承套圈的程度

　　軸承套圈實施淬火后將進入冷卻環節，此時基體組織就會由馬氏體取代奧氏體，也將會有較快的串動速度，冷卻速度在冷卻介質當中就會被提升上來，就會有較快的速度存在于組織的轉變當中，同時就會出現組織應力，導致套圈變形程度增加。因此，這時我們需要對串動的頻率進行調整，將串動的頻率進行下調，這樣冷卻的速度在冷卻介質當中就會被很好地降低，就會存在較慢的組織轉變，組織應力就會相對被降低，在組織應力的影響下，軸承套圈的變形情況就會被降低。

　　2.3優化軸承套圈鍛造工藝

　　通過分析我國軸承套圈鍛造加工工藝，發現其中仍舊存在著很多問題，熱變形就是其中的一個重要問題，這類問題的出現將會使制造工藝成本被提高，鍛件的質量也會受到影響，結果造成資源的嚴重浪費。因此，為了有效解決軸承套圈熱變形的情況，我們要將熱鍛工藝放在首要的位置上進行對待，務必要根據相應的工藝流程進行施工。此外，在對待工藝加工問題上，要有專門的技術人員進行施工，依據基本的工藝方案，為了提升產品的質量和材料的利用率，就要努力將鍛造工藝提升上來。

　　3　結語

　　綜上所述，機械制造工業在社會經濟發展的推動下進入了一個全新的發展階段，不斷滿足社會發展的需要，同時也使我國的工業制造行業逐漸走向了成熟，軸承套圈是工業制造工藝當中一項非常重要的部件加工技術，在機械制造工程當中得到了廣泛的應用。筆者通過文章，主要對軸承套圈加熱中出現的變形情況進行了分析，并且給出了一定的解決方案，為促進我國軸承套圈加工工藝進一步的發展提供了一定借鑒。

　　參考文獻

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　　[2]肖瑞雪，方芳，焦育潔.軸承套圈鍍膜的變形分析及改進措施[J].軸承，2008，（4）.

　　[3]楊文生，趙玉明.預防輕系列圓錐滾子軸承套圈熱處理變形的措施[J].機械鍛造，2013，（9）.

來源：《中國高新技術企業》2014年32期