Varför lagerstål behöver smides och förberedande värmebehandling
Hög-kolhaltigt krombärande stål som GCr15, täckt av GB/T 18254 i Kina och av kul- och rullagerstålsektionen i EN ISO 683-17 internationellt, är höglegerat och härdar till en mycket hög hårdhet. Den kombinationen gör också den gjutna strukturen grov och kemiskt segregerad, med karbider koncentrerade i band och vid korngränser.
Smide bryter upp den gjutna strukturen och stänger inre porositet, och den förberedande värmebehandlingen som följer för stålet till ett mjukt, bearbetbart och strukturellt enhetligt tillstånd innan ringarna vrids och slutligen härdas. Att hoppa över eller förkorta dessa steg visar sig senare som förvrängning, sprickbildning eller kort lagerlivslängd.
Från ingot till Billet: Beskärning och diffusionsglödgning
Rutten börjar med götgjutning. Toppen av götet, som innehåller krympröret och den tyngsta segregeringen, kapas av så att det defekta materialet inte kommer in i produkten. Detta beskärningssteg är avgörande för lagerkvaliteten, eftersom inneslutningar och porositet koncentrerad i det kasserade locket inte kan avlägsnas genom någon senare process.
Det beskurna götet ges sedan en diffusionsglödgning, en lång hög-temperaturblötläggning som låter legeringselement och kol omfördelas genom sektionen. Diffusionsglödgning minskar makrosegregeringen som ärvs från gjutning och mjukar upp götet tillräckligt för den första smidesoperationen. Det är en långsam, energikrävande-behandling, men den ger en mycket mer enhetlig startstruktur än samma stål som levereras som kontinuerligt gjutblom.
Smidesövning och hårdmetallsegregation
Smide utförs i etapper. Götet rubbas först och bearbetas till en polyeder så att deformationen verkar i flera riktningar, vilket bryter upp det dendritiska nätverket och sprider de bandförsedda karbiderna. Ämnet smides sedan till önskad stång eller ringdel med ett kontrollerat smidesförhållande så att deformationen når sektionens mitt.
Temperaturkontroll är avgörande. Den initiala smidestemperaturen får inte vara för hög, eftersom överhettning förgrovar austenitkornet och kan orsaka bränning vid korngränserna; den får inte heller vara så låg att stålet bearbetas i ett sprött område. Efter den sista smidespassagen kyls ämnet på ett kontrollerat sätt, med användning av dispergerad luftkylning eller spraykylning, så att karbidnätverk inte fälls ut längs de tidigare austenitkorngränserna.
Lagerdelar tillverkas vanligen genom smidningsvägen snarare än genom enkel stränggjutning, eftersom det smidda ämnet har en sundare originalstruktur och en mer likformig hårdmetallfördelning, vilket är väsentligt för motståndet mot rullkontaktsutmattning.
Spheroidize glödgning och Network Carbide Control
Efter smide och blankning sfäroidiseras materialet. Behandlingen håller stålet strax under den lägre kritiska temperaturen under en lång period och kyler det sedan långsamt, vilket omvandlar lamellkarbiden till små kulor dispergerade i en ferritisk matris. Resultatet är en mjuk, bearbetbar struktur med en jämn hårdmetallfördelning och en hårdhet som är tillräckligt låg för svarvning, och den förbereder även strukturen så att den slutliga härdningsbehandlingen ger en fin, jämn martensit.
Spheroidize-glödgning appliceras i olika former på stänger, plattor eller block, tråd och rör och på valsade ringar, eftersom sektionen och den avsedda formningsoperationen skiljer sig åt. Där smidning eller kylning har lämnat ett nätverk av karbider längs korngränserna, används en normaliserande behandling för att bryta nätverket innan sfäroidiserad glödgning, eftersom ett obrutet nätverk är svårt att ta bort efteråt och fungerar som en sprickväg.
Inspektions- och kvalitetspunkter
Kontrollera beskärningspositionen och släng vikten så att krympröret är helt borttaget.
Registrera diffusionsglödgningscykeln, eftersom under-blötläggning lämnar segregering som smedjan inte kan ta bort.
Kontrollera smidesstart- och sluttemperaturerna, utan eftervärmning som förgrovar spannmålen.
Kontrollera kylningshastigheten för post-smidningen för att undvika hårdmetallnätverk vid korngränserna.
Verifiera sfäroidiserad glödgning genom hårdhet och genom metallografisk bedömning av karbidens form och fördelning.
Bedöm hårdmetallband, avkolningsdjup och inre sundhet innan ämnet släpps till bearbetning.
FAQ
F: Varför är toppen av götet beskuren?
Den innehåller krympröret och den värsta segregationen, som inte kan repareras senare i processen.
F: Vad uppnår diffusionsglödgning?
Det minskar makrosegregering och mjukar upp götet, vilket ger en mer enhetlig struktur innan smide.
F: Varför störs götet till en polyeder först?
Att bearbeta stålet i flera riktningar bryter upp det dendritiska nätverket och sprider bandade karbider.
F: Vad är syftet med sfäroidiserad glödgning?
Den producerar klotformade karbider i en ferritisk matris, sänker hårdheten för bearbetning och förbereder strukturen för härdning.
F: Hur tas nätverkskarbider bort?
En normaliserande behandling appliceras för att bryta nätverket innan sfäroidiserad glödgning.
F: Kostar smidesvägen mer?
Ja, götet, diffusionsglödgningen och smidessekvensen kostar mer än stränggjutning, men den ger en bättre originalstruktur och högre tillförlitlighet.
