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轴承热处理技术及其装备（四）

3.贝氏体等温淬火装备

根据轴承加工的特点，所使用的设备主要有两大类：自动生产线和周期炉。

(1)自动生产线品种少、批量大的轴承适合自动化生产，如铁路轴承的生产多使用自动生产线。自动生产线主要由保护气氛加热炉和等温淬火槽组成，其中等温淬火部分所用设备按运送工件的动作又可分为三类：转底式、推盘式及输送带式。由爱协林公司开发的转底式、推盘式等温淬火设备是把转底或推盘机构移动U盘置于等温盐浴中，工件按一定的节拍进出，记忆控制顺序出料，动作由PLC程序控制。该类设备自动化程度高，但投资大。

(2)周期式等温淬火设备轧机轴承由于品种多、批量小，中小型轧机轴承生门窗合页产厂家多采用箱式炉或井式炉+淬火冷却槽+等温槽+清洗槽，也有清洗万能实验机采用箱式炉+多个等温槽。该配置马车螺栓投资少，适用性强，但劳动强度大，安全性差。目前，在贝氏体等温淬火大力推广之际，以贝氏体等温淬火替代渗碳钢用在负荷较小的轧机轴承上在我国已成功得到应用。

4.保护气氛及控制

随着对工件淬火后表面质量要求的提高，保护(可控)气氛加热越来越普及，包括退火在内的热处理均采用保护(或可控)气氛加热。20世纪70年代，主要采用吸热式气氛。吸热式气氛是原料气和空气的混合气体在催化剂的作用下部分反应形成一种含?(CO)18%～23%、?(H2)37%～42%、余量N2的保护气氛，这种气氛在我国轴承热处理领域还有应用。氮基丙烷气氛在我国轴承领域的热处理淬火线上应用最广，氮甲醇气氛的组份与吸热式气氛相近，以氮-甲醇为代表的氮基气氛在带炉上应用较多。90年代，出现了把空气和碳氢化合物直接通入高于800℃炉膛内的产气方法，即直生式气氛。通过研究发现，这种含有高CH4成分的气氛，虽然其气体反应达不到类似于吸热式气氛的平衡程度，但其10根试样只能成功1半左右碳的传输能力还是由气氛中CO与H2的含量来控制，用氧探头结合CO2分析仪进行碳势控制是可以实现的。直生式气氛的主要优点是大量节省了原料气消耗量，据统计这种气氛无论油泵用在周期式气氛炉还是连续性气氛炉上，其原料气消耗节省费用均可达70%左右。今天，全球约有300多台套气氛炉使用这种气氛进行渗碳、碳氮共渗和保护气氛淬火等多种热处理。直生式气氛在我国轴承领域多应用在渗碳领域。

近几年的实际应用表明，氧探头的使用寿命是不好确定的，氧探头测量的碳势与实际值之间差异也是不可预见的。因此，可控气氛有时因为氧探头的失效而不可控，造成脱碳氧化等缺陷。我国现阶段常采用定期校验其测量精度，不利于炉子实现全自动化，有时甚至会影响正常生产。

鉴于上述原因，国外开发了一个双重测量系统，其中一个带标准氧探头用于正常的控制碳势，另一个独立测量系统用于检测这个氧探头的工作状况，即这两个系统分别测量气氛的碳势，当结果出现很大偏差时，就会报警。第二个测量系统工作元件可以是CO2红外分析仪，也可以是一个微型氧探头( 探头)。迄今为止，由于有的型号是操作便利已有许多气氛炉安装了这种高性能催化材料等高性能功能材料双重测量系统。

综观整体，国内轴承热处理技术和装备较发达国家还有很大距离，特别是在退火装备上差距更大。轴承热处理技术和装备较其他行业也有一定距离，提高轴承质量关系到中国装备制造业的振兴。