Реферат: Дефекты роликоподшипников, получаемые при несоблюдении технологического процесса термической обработки

Дефекты роликоподшипников, получаемые при несоблюдении технологического процесса термической обработки. Причины возникновения и пути устранения


Е. А. Лачкепиани, Н. В. Дворецкая

(ВПИ (филиал) ГОУ ВПО ВолгГТУ, vto@volpi.ru)


Термическая обработка является одним из наиболее распространенных в современной технике способов получения заданных свойств металлов и сплавов. Термическая обработка применяется либо в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, резанием и др., либо как окончательная операция для придания металлу или сплаву такого комплекса механических, физических и химических свойств, который сможет обеспечить заданные эксплуатационные характеристики изделия.

Целью данной статьи является описание дефектов подшипников качения, рекомендуемые методы выявления, а также возможные способы по устранению или предупреждению этих дефектов.

При термической обработке могут возникнуть дефекты, связанные как с режимом и технологией ее проведения, так и с особенностями конструкции изделия. Одни виды дефектов неисправимы (трещины, пережог), другие можно устранить последующими операциями механической или термической обработки. В процессе закалки могут возникнуть следующие дефекты:

- перегрев – ведет к росту зерна. При этом снижаются пластические и вязкие свойства изделий. В сплавах алюминия, магния и других перегрев может привести к оплавлению легкоплавких эвтектик или избыточных фаз. Перегрев и недогрев изделий можно исправить повторным нагревом;

- пережог сплава происходит вследствие диффузии кислорода по границам зерен и образования окислов разъединяющих зерна при высоких температурах сплава. Пережог является окончательным браком;

- обезуглероживание поверхности стали вызывается кислородом, содержащимся в продуктах сгорания топлива или попадающим в печь вследствие подсоса воздуха. Из легированных конструкционных сталей наиболее чувствительны к обезуглероживанию кремнистые стали. Наиболее целесообразный способ борьбы с обезуглероживанием в термических цехах заключается в использовании при нагреве контролируемых атмосфер или соляных ванн;

- неполная закалка обуславливается недогревом, замедленным охлаждением при закалке или при переносе изделий в закалочную ванну. Этот вид брака исправляется повторной закалкой. Уменьшение остаточных напряжений при закалке и борьба с возможностью возникновения коробления и закалочных трещин ведется подбором охлаждающей среды и методов термической обработки;

- растрескивание наблюдается в некоторых титановых сплавах после закалки и старения при 400 °С. самопроизвольное растрескивание развивается под совместным действием термических и фазовых напряжений в условиях, затрудняющих их релаксацию. Наиболее эффективным методом борьбы с растрескиванием является снижение температуры нагрева под закалку, применение изотермической закалки, предварительное высокотемпературное старение (выше 500 °С) перед окончательным;

- трещины образуются после окончания охлаждения. Склонность к образованию трещин возрастает с увеличением содержания углерода в стали, повышением температуры закалки и скорости охлаждения в интервале температур мартенситного превращения. Другая причина образования трещин – наличие концентраторов напряжений. К ним относятся: резкое изменение сечений изделия, подрезы, вырезки, углубления, выступы и т.д. Для предупреждения образования трещин рекомендуется: при конструировании изделий избегать резких переходов от сечения к сечению, заостренных углов и т.д.; при термообработке осуществлять медленное охлаждение, применяя ступенчатую закалку или закалку в двух средах; делать отпуск немедленно после закалки;

- деформация и коробление. Несимметричную деформацию деталей в практике называют короблением (поводкой). Деформация происходит под действием тепловых и структурных напряжений. Коробление наблюдается при неравномерном и высоком нагреве под закалку, неправильном положении детали при охлаждении в интервале температур мартенситного превращения. Особенно сильно коробятся длинные и тонкие детали. Для уменьшения коробления детали охлаждают в штампах, прессах и приспособлениях. Уменьшение деформации достигается применением ступенчатой и изотермической закалки;

- мягкие пятна – участки на поверхности инструмента с пониженной твердостью. Образуются в местах, где имелись окалина, загрязнения, участки с обезуглероженной поверхностью, а также при недостаточно быстром движении деталей в закалочной среде;

- низкая твердость инструмента является следствием недогрева, недостаточной выдержки или недостаточно быстрого охлаждения в закалочной среде. Для исправления такого дефекта деталь подвергают высокому отпуску и повторной закалке.

Для обнаружения поверхностных и скрытых дефектов существуют методы магнитной дефектоскопии, просвечивания рентгеновскими лучами с помощью радиоактивных изотопов, люминесцентный, ультразвуковой. Все эти методы не связаны с разрушением металла. Каждый из них имеет свои особенности и способы применения.

Основным средством борьбы с дефектами, возникающими при термической обработке, будет строгое соблюдение технологической дисциплины.