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轴承钢套圈淬、回火后的变形和尺度胀缩一向影响着热处理产品质量。近年来，轴承职业热处理应用了贝氏体、马氏体与贝氏体的复合淬火新工艺，因淬火后套圈变形、开裂及胀缩量难以操控，同一批产品胀缩量忽大忽小差别较大，产品合格率较低，只能采纳增大下一工序磨削加工的留量来满意产品的胀缩量，这样既浪费了资料也耗费了人工工时，所以有些企业只能抛弃先进的贝氏体淬火工艺改回原马氏体淬火。轴承钢套圈淬火变形、开裂、胀缩量发作的原因受许多要素影响，是一个相当杂乱的问题。下面分别讨论这些缺点的发作原因及其应采纳的解决方法。
1.淬火变形、开裂和尺度胀缩
轴承钢套圈在淬火时资猜中的应力未到达弹性极限，资料只发作弹性变形，应力超过弹性极限而低于资料的强度极限时，则发作塑性变形；应力到达强度极限，资料就发作开裂。因而，资料的变形和开裂是在应力巨细和资料的性能目标两个要素效果下发作的。
淬火进程不可防止要呈现淬火应力，包括热应力和安排应力。在操作进程中还或许带来零件机械的碰撞发作应力，这些应力散布不均匀，在应力会集处或许比平均应力大许多倍；一起，因为材质的不均匀性和资料缺点，使其各部位的强度目标也能悬殊许多倍，并且在材质单薄处也往往正是应力会集处，因而，应力超过资料强度极限则发作部分开裂，亦即裂纹。
因为淬火应力和体积改变，引起零件各部分尺度均匀改变而不改动零件形状，称尺度胀缩。因为不均匀的淬火应力，而使零件形状改动者，即常说的淬火变形。套圈的径向不均匀变形巨细（长、短轴之差值），一般叫套圈的椭圆度；套圈的轴向不均匀变形，一般叫翘曲变形，轴向均匀变形叫蝶形变形。所以，淬火应力是发作变形和开裂的首要原因。
影响淬火应力及淬火前后体积改变的要素归纳起来为：钢的化学成分；钢的纯洁度和安排的均匀性；淬火前原始安排的粗细及散布均匀性；淬火加热速度巨细和加热均匀性；奥氏体的状况（加热温度高低，保温时刻长短及奥氏体晶粒度巨细）；冷却速度巨细（冷却温度及冷却均匀性及淬透深度）；工件外表状况（光洁度、脱贫碳、车加工应力等）；工件巨细、形状和厚薄差及淬火操作方法等。
2.套圈淬火变形
套圈变形与套圈的刚度S/D及h/D有关。一般套圈（非推力套圈）外径大于70mm，S/D值在0.025～0.068的套圈淬火容易发作大的椭圆度，跟着S/D值削减而椭圆度跟着添加。当S/D值大于0.08，淬火后椭圆度显着削减。
套圈淬火后翘曲度巨细与h/D值巨细有关，h/D值小于或等于0.185的一般套圈和推力套圈，淬火后容易呈现翘曲变形。淬火加热与冷却不妥均发作较大的翘曲变形。套圈淬火后蝶形变形一般呈现在h/D值0.2的推力套圈或隔圈。
因为淬火变形除套圈自身刚性有关，其他影响要素也许多。例如：因为资料成分、安排和缺点的不均匀，退火安排不均匀，淬火温度过高，加热不均，冷却过激和冷却不均；因为操作不当心，在加热、冷却进程中零件发作机械碰撞等原因，加上淬火前套圈或许就有内应力，椭圆等，会使淬火应力的巨细和方向在套圈遍地散布不共同形成了套圈变形，这些要素分述如下：
（1）加热和冷却
同一零件在炉中加热（特价是箱式电阻炉中），接近电热体一侧与另一侧，靠炉前与靠炉后一侧，零件接触面与非接触面等都对加热有所影响。尽量保温一段时刻，外表温度趋于均匀，可是遍地实际温度与保温时刻并不一样，淬火冷却的安排改变也不一样。因而发作不共同的淬火应力，导致套圈的变形。
冷却不均匀同样会形成不共同的应力而变形，如人工不均匀的窜动，大套圈中心无冷却液吹动温度散发较慢，先入油与后入油等引起各向冷却速度不均，然后导致不均匀变形。
（2）加热温度，保温时刻及原始安排
过分进步淬火温度，延伸保温时刻以及原始安排中存在片状珠光体或点状珠光体与正常的球状珠光体，比较都增大了淬火热应力和安排应力，然后添加淬火后套圈的变形。因而，为了削减套圈变形，尽量选用较低的淬火温度恰当的保温时刻，一起要求具有巨细均匀的球状珠光体的原始安排。
（3）残留应力
经淬火的套圈进行返修时，往往发作更大的变形，甚至把已淬火的套圈加热到淬火温度，保温一段时刻取出空冷，也会发作更大的变形，这说明了残留应力在加热中起了效果。
淬火后的套圈是处在应力不稳定状况，在常温下残留应力不会发作较大的变形。因为常温下钢的弹性极限很高，跟着温度升高，弹性极限敏捷下降。假如加热速度快使残留应力来不及在加热进程中消除，就会保留较高的温度。在较高的温度下，弹性极限若低于残留应力则要引起塑性变形，在加热温度不均匀时则表现更显着。
车加工残留应力也起类似的效果，套圈粗车直接车到制品尺度，吃刀量大就发作较大的车削应力。假如分粗，细两次加工应力就会大大下降。
（4）淬火冷却介质
淬火冷却介质不同套圈淬火后的变形量也不同。如：水、盐水、20号机油、快速冷却油、硝盐等介质中淬火，它们的冷却速度是不相同的。冷却速度较快的套圈变形量会大，冷却速度较慢的变形量会小些。
（5）淬火冷却方法
淬火套圈变形除热应力和安排应力有关之外，还与机械效果有关；尤其是刚性较差的薄壁套圈，在高温下受冲击最容易发作椭圆。如在：淬火套圈装架窜动冷却，用钩子窜动冷却或用摇筐，旋转淬火机旋转速度越快冷却变形越大，重系列套圈还易发作蝶形变形。
（6）车加工的变形
实验表明，淬火后套圈尺度的长轴与短轴方位和淬火前（车加工）的长，短轴方位基本上共同这就是说:车加工椭圆度越大，淬火后椭圆度也随之增大。套圈淬火后的变形大部分是车加工变形和淬火变形的累积。
（7）其他
为了削减套圈淬火变形，能够采纳以下方法：
①严格操控原资料质量，关于钢中偏析疏松，带状，网状和碳化物液析以及夹杂物等缺点要严格操控。
②改进退火安排中碳化物巨细和散布。
③淬火前预整形和进行消除应力退火。车加工的残留变形和车加工残留应力对淬火变形影响较大。对精密品和薄壁、形状杂乱的零件应事前整形和经一次450～670℃的消除应力退火。
④防止过高的加热温度。在能获得适宜的安排和硬度的状况下，不该过分着重进步合金化浓度而进步淬火温度。关于较细的原始安排（如经正火的或经二次淬火的），应酌情下降淬火温度。
⑤淬火加热要缓慢均匀，为此，零件在炉中应均匀放置在等温区内，不要距加热体太近。要防止翘曲和挤压；必要时还可采纳加热前经400～500℃预热，以防止过快加热和加热不均匀。
⑥防止过于激烈的冷却。为此要合理挑选冷却介质和操控介质温度。在不低于临界冷却速度的状况下，力求减慢冷却，特别是在低于450℃以后应缓慢冷却。对易变形的零件，如大直径的薄壁套圈。可选用分级油淬或硝盐等温淬火。
⑦力求冷却均匀。淬火冷却时要考虑使零件各部位均匀冷却。选用紧缩空气或机械拌和等冷却方法。选用旋转淬火机应随套圈直径的巨细选用不同的旋转速度。
⑧防止套圈机械碰撞。在运送、装炉、加热、冷却进程的操作应尽量防止碰撞，特别是在红热状况下。如：在箱式电炉中加热，出炉钩套圈要更加当心铁钩往往使套圈钩出变形。
3.淬火裂纹
裂纹种类许多不一定都是淬火裂纹，如：原资料裂纹、铸造裂纹、冲压折迭和磨削裂纹等，也往往在热处理，磨加工或装配时才发现。正确区分其他类型的裂纹和淬火裂纹，是寻觅开裂原因，以采纳有效防止方法的重要条件。
原资料裂纹的形状一般比较直，沿资料纤维方向贯穿整个工件。工件经淬火前的轧制，铸造，退火等高温加热，原资料裂纹周围有较严峻的脱碳。
铸造后触水或其他原因致铸造后冷却速度过大形成的裂纹多数在套圈端面或壁厚差大处。经退火后这种裂纹周围有脱碳层；有时这种裂纹纤细未被发现，在淬火时被扩展，所以周围也或许无显着脱碳。
铸造折迭裂纹两头比较齐，无纤细尾巴，裂纹周围有严峻脱碳。
磨削裂纹常伴工件外表有严峻烧伤，裂纹较细，呈网状是典型的磨裂纹。
淬火裂纹的形状和巨细比较杂乱，一般说除外表脱碳和刀花裂纹外，其他淬火裂纹都比较深，裂纹周围无脱碳层，纹端有尖尾巴，在显微镜下尖尾稍附近常有纤细裂纹散布。
引起淬火裂纹的原因有：
（1）原资料成分偏析及带状安排不均使热应力部分强度增大。
（2）钢中夹杂物或其他资料缺点引起钢中部分强度轻度下降和应力会集。
（3）淬火温度过高或保温时刻过长引起安排过热，使淬火应力大而钢的强度极限下降。
（4）冷却介质不纯，使冷却不均匀；或介质温度太低以及出油温度过高而当即冷清洗等，形成过大的淬火应力。
（5）在零件倒角、槽沟、油沟、油孔及钻滚子顶针孔等处易形成的应力会集。
（6）外表脱贫碳引起强度极限大大下降。
（7）零件壁厚差大处因冷却缓慢冷不均引起大的淬火应力。
（8）为了防止淬火裂纹的发作，针对其发作原因采纳如下方法：
①加强原资料验收查看，严格操控钢材质量。
②依据前述准则合理挑选淬火温度和保温时刻，谨防工件过热；对过细的退火安排和经二次淬火的零件，更要注意这一点。
③依据前述准则正确挑选冷却介质和冷却方法，谨防淬火油内进水，应操控淬火介质温度；若出油温度高出油后不能当即用冷水冲洗，对易开裂的杂乱零件，也可挑选分级淬火。
④淬火加热前查看零件外表有无深的车刀痕，碰伤，有无尖的倒角，油沟，油槽，有无过于悬殊的壁厚差等。如有应除掉应力，假如不能除掉的话，则应从淬火工艺或操作上着手防止淬火裂纹。如淬火前添加消除应力退火，淬火前先预热工件，恰当下降淬火温度，恰当进步油温或工件出油温度；对薄边，边际孔则应考虑塞石棉或其他绝热填料等防止开裂。
⑤采纳方法防止脱碳。
⑥套圈淬火后不该久停，特别是二次淬火的套圈，淬火后要当即回火，回火时要充沛。
4.套圈尺度胀缩
淬火进程套圈尺度胀缩来源于：
（1）淬火前后比容不同的各相发作改变，零件体积改变，使尺度发作胀大或缩小。
（2）淬火热应力和安排应力使工件各方向发作弹性蔓延或紧缩及塑性变形。
零件各部分尺度随钢的体积增大而改变状况十分杂乱，例如：套圈有的向外径胀大，有的则向高度方向胀大。套圈尺度胀缩的具体状况只能从出产实际中探索出规则来。出产中大多数状况下，套圈内，外径胀缩的方向是共同的，则内外径都向外胀或向中心缩短。
正常工艺淬火GCr15钢套圈外径比GCr15SiMn钢胀量要大，不少状况下是套圈内，外径一起缩短，而GCr15SiMn钢比GCr15钢缩短更凶猛。
冷却方法的影响，例如：旋转淬火机冷却时，套圈外径胀的就比窜动，摇筐冷却的少。而缩短倾向大。旋转速度越大。外径胀的少缩的多。
二次淬火时套圈内外径总是缩短。淬火次数越多缩短也越多。带锥形的套圈尺度改变;厚端比薄端胀的多，有时还常呈现厚端胀大而薄端缩短的状况，假如两头都缩短，则薄端比厚端缩的多。
在回火进程中也存在着影响尺度胀缩的要素，其一是因为剩余奥氏体的分解，淬火钢的体积将会增大。与之效果相反的是因为马氏体在回火时过饱和度要下降使其比容削减，将使淬火钢体积削减。在220～250℃残留奥氏体分解最快的时候，淬火钢的体积增大，其他则随回火温度升高。第二要素起首要效果使钢的体积减小。
出产中有时能够依据回火尺度胀缩的规则，用调整回火工艺的方法来抢救因尺度胀缩形成的废品。
5.结语
淬火变形开裂和尺度胀缩量在不同的条件下有不同的首要矛盾，抓住了首要矛盾，在出产实践中结累数据，骤步调整出产工艺参数来满意轴承钢套圈淬、回火工艺要求。
企业依据出产的种类和数量可挑选国产环保，节能带维护气氛的先进热处理淬、回火设备，套圈选用压模淬火可削减变形量，削减加工余量，进步生效率和产品质量。
