圆锥滚子轴承外套采用高频炉进行淬火，产生畸变的原因及其预防措施

我们大家都知道，要想提高工件的硬度、耐磨性和使用寿命，工件需进行淬火热处理。圆锥滚子轴承外圈也是如此，但是，圆锥滚子轴承外圈采用高频炉进行淬火易产生淬火畸变，这是轴承行业长期存在的技术难题，外圈变形大影响磨加工和形位公差，严重时造成不少产品报废。生产中通常采用加大留磨量应对变形问题，但留磨量加大不但浪费能源(电力)、钢材，而且使生产周期长，效率低，成本增加，而热处理产品质量仍然不够稳定。套圈的变形，主要是外径变动量和端面平面度和锥度超差。针对上述问题，本例在生产中采用高频炉对圆锥外套进行淬火变形分析，并通过改进工艺参数和措施试验，获得了良好效果

分析认为，影响零件畸变的主要因素有：工件淬火前的残留应力，工件机械碰撞和热处理中产生的组织应力和热应力。其中，热处理中马氏体转变产生的相变组织应力影响最大。因此，淬火冷却中应尽量使工件均衡转变，使工件畸变最小。试验发现，不同油温淬火后畸变不同。采用热油淬火，可使套圈直径变动量与端面平面度变形减小，工件总体变形量下降。

试验分析了轴承外套锥度变化。一般来说，淬火时工件薄边先发生马氏体转变，其体积胀大受厚边制约，出现薄边“压”、厚边“拉”的组织应力。厚边温度高，塑性好，在协调变形下，薄边胀大；接着厚边发生马氏体转变体积胀大，此时薄边已冷变硬而强度高，厚边胀大受阻，并且厚边合金浓度低，冷却慢，部分奥氏体转变为非马氏体或形成残留奥氏体，因而使厚边胀大量变小。其结果使淬火后因热应力产生的锥度变形减小，甚至出现倒锥形变形，总体来说，采用上述改进措施后，套圈锥度变形较小，满足了技术指标要求。 

通过上述试验分析，提出工艺改进措施如下： 

(1)采用高频炉进行淬火时，应采用热油淬火，这样可以减少工件变形。 

(2)减少工件淬火前的残留应力，以减少工件淬火后变形。对薄壁或形状复杂及精密零件，采用高频炉进行淬火时，可在淬火前补加去应力退火处理，或者采用预备热处理，以获得良好组织和无残留应力状态。  

(3)防止工件热处理加热中出现碰撞、挤压现象。由于套圈壁较薄，加热时工件奥氏体化强度低塑性好，易变形，应减少碰撞挤压等现象。 

工件在热处理过程中，我们较为担心的就是工件的变形问题，变形过大可能导致工件报废。今天，我们简单说了一些预防工件变形的措施，您可以回去试试，相信您一定会大吃一惊的。