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AISI 52100軸承鋼棒生產新技術
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-04-28
AISI52100鋼基本成分是1%碳與1.5%鉻，通常以球化退火或者軟化退火態交貨。球化退火態的組織非常適合于如鉆削與切削等加工，原因是連續鐵素體結構中存在的球狀滲碳體具有高的塑性。
???1?概述
自上世紀80年代以來，對熱機械軋制低合金鋼的直接拉拔或冷鍛等工藝進行了大量的研究，其它一些研究集中在將高碳與軸承鋼的軋制溫度降低到接近奧氏體已經開始向珠光體轉變的臨界溫度區間。這類軋制工藝對工業生產帶來諸多不便，由于需要高的軋制力以及大機架，因此需要專用軋機才可以實現。
17機架無牌坊短應力線軋機按平立交替布置，采用快速整體機架更換，在5min內，即可改變產品尺寸。兩個自動機械將軋鋼車間與軋輥車間自動地連接起來。軋鋼車間設有5個除鱗機，提高了產品表面質量。安裝在軋機入口處的第一架除鱗機可以回轉。軋制圓棒的最終尺寸公差可達到1/8?DIN?1013，這是由于采用了一套5道次K℃ks-達涅利減定徑機組（RSB）以及2套自動化尺寸測量設備用于產品的自動化尺寸控制。布置在RSB前的冷卻線保證精軋道次（LTR低溫軋制）前的溫度以及溫度均勻性要求。長條材的低溫軋制是指精軋溫度處在700～820℃范圍內。更為重要的是要在沿軋制棒的長度方向實現溫度的均勻一致，避免由于不同的精軋溫度而導致內部結構的變化。
需要采用低溫軋制獲得細晶粒軋材，然后進行最終的在線熱處理。軋制溫度是熱變形過程中影響晶粒細化的三個基本參數之一。低溫軋制中采取控制晶粒細化與晶粒長大，影響鋼的時間-溫度-相變（CCT曲線），從而調節晶界長度及隨后的形核位置。特別是溫度參數，它影響全過程的熱動力學條件。
與冷卻位于一條生產線上的在線退火爐是煤氣爐，棒材送到這里完成熱處理（在軋制線上就已經完成了慢冷、軟化退火、球化退火以及回火過程）。燒嘴布置的優化以及風扇的使用，可以使爐內的溫度分布均勻化，保證完全不會發生脫碳反應，并保證棒的長度方向以及每根棒的工藝性能均勻一致。
棒在切成定長后，在線檢測和精整是連續生產線上的重要工序。棒材精整線由一個在線噴丸機、4個磨盤切割機、一個無損檢測站、一個清理毛刺站、一個堆垛站以及捆扎機和一個收集站組成。
對軸承鋼退火工藝的最新技術、實際安裝、使用的在線退火爐的進展與分析結果做了總結。研究了最通用的軸承鋼AISI?52100。更多的合金品種也經過在線退火爐進行退火與回火處理。
2?討論
AISI52100鋼基本成分是1%碳與1.5%鉻，通常以球化退火或者軟化退火態交貨。球化退火態的組織非常適合于如鉆削與切削等加工，原因是連續鐵素體結構中存在的球狀滲碳體具有高的塑性。具有這種組織的軸承在進行最終的硬化處理后，具備合適的硬度以及疲勞強度。由于滲碳體彌散分布在鐵素體基體中，因而具有高的塑性。在進行這樣的熱處理后硬度值為200HB。如果以軟化退火態交貨，則硬度超過200?HB，但無論如何，軟化退火組織的軸承可以進行剪切加工而不會出現開裂與降低工具壽命的現象。球化退火時間長，且也是成本最高的退火工藝，原因有以下幾點：
.需要長的總處理周期；
.相當長的原料處理時間； .
由于氧化而導致材料損失； .
表面脫碳； .棒退火后需要進行矯直。
3?結論
開發出AISI52100鋼種從軋機軋制后直接球化退火的全過程工藝。對精軋溫度、等溫轉變開始溫度以及退火溫度與退火時間等進行了優化，獲得了球化率大于80%，且最終硬度低于220HB的組織結構。在生產過程中利用ONA爐進行等溫退火與回火處理，熱處理全部時間約2小時，獲得了滿意的硬度與碳化物分布的結果。
當前對所有材料進行等溫退火與回火處理，普遍做法是安裝使用在線熱處理爐如ONA設備，該設備也可用于實現生產率作為第一目標的生產目的。
當前對所有材料進行等溫退火與回火處理，普遍做法是安裝使用在線熱處理爐如ONA設備，該設備也可用于實現生產率作為第一目標的生產目的。
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