專利名稱：：測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及低合金鋼滲碳軸承碳濃度的測定方法，尤其涉及一種測定軸承滲碳層表面碳濃度的金相圖譜的制備方法。
背景技術(shù)：
：軋機軸承、礦山軸承、重型車輛軸承、汽車軸承以及火車軸承等工作時，不僅承受高的負荷，而且承受強烈的沖擊和磨損，這類軸承，如仍然用高碳鉻軸承鋼制造，熱處理后雖然硬度高，耐磨性和耐疲勞強度很高，但脆性大，沖擊性能差，不適用實際工況條件，如采用低合金鋼，經(jīng)過滲碳處理后，則零件表面層具有高的硬度、耐磨性和疲勞強度，而心部為低碳馬氏體，具有高的韌性和足夠的強度。滲碳層的組織與機械性能取決于滲碳層中碳濃度、碳梯度和滲碳深度。滲碳層中的碳濃度必須適宜，過高的表面碳濃度不僅會形成粗大塊狀或網(wǎng)狀碳化物，使脆性增大，工作時嚴重剝落，顯著地降低疲勞壽命，而且能使?jié)B碳層淬火后出現(xiàn)大量的殘余奧氏體，降低硬度及零件的尺寸穩(wěn)定性。過低的表面碳濃度會使淬火后表面應(yīng)當不足，耐磨性和耐疲勞性降低，攀陣工作時很快產(chǎn)生塑性變形而磨損，致使早期失效。因此，對于軸承-f^牛滲碳表層的高低對滲碳層的強韌性，表面耐磨性和接觸疲勞壽命等影響極大，直接影響軸承的性能和使用壽命，因此表面碳深度必須嚴格地加以控制。JBAT8881-2001《滾動軸承零件滲碳熱處理技術(shù)條件》規(guī)定，滲碳軸承成品零件的表面碳濃度為0.幼-1.05%€。目前，為了測定碳濃度，只有一種方法，在業(yè)內(nèi)被稱為"剝層法"，這種方法是把軸承剝層車削，車削下來的鐵削在高溫爐內(nèi)加熱加氧燃燒，使得被燒的試樣中的碳全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳(其中含有含硫化合物，需要脫硫)，將所得到二氧化碳通入氣氧化鉀溶液,二氧化碳被吸收，分別測定氫氧化鉀溶液在吸收二氧化碳前后的體積，其差渣就是二氧化碳的體積，由此計算碳濃度。從以上分析過程來看，用剝層法測定滲碳層表面碳濃度，總的試驗要經(jīng)過很多環(huán)節(jié)，分析一只樣品周期很長，至少要用二個星期的時間，而實際生產(chǎn)過程中每天至少要抽取三只試樣，因此跟不上生產(chǎn)節(jié)拍，滿足不了生產(chǎn)要求，會形成產(chǎn)品先出廠、分析結(jié)果后出的情況。這對產(chǎn)品質(zhì)量的控制及生產(chǎn)管理造成很大的麻煩，形成待檢產(chǎn)品的嚴重堆積，生產(chǎn)量上不去，滿足不了用戶要求。從檢測手段來說，十分復(fù)雜和困難，且涉及的檢測設(shè)備眾多，檢測成本高；對廠家而言，會矢去很多市場，經(jīng)濟上造成極大的損失。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了快速測定碳濃度，以解決上述問題，提供了一種測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法。通過本發(fā)明的方法制備的金相圖譜，可以快速地測定軸承滲碳層表面碳濃度，徹底改變現(xiàn)在的狀況。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，按照下列步驟實施一，預(yù)處理取一只己滲碳的軸承外圏進行高溫回火熱處理，使其表面硬度為HRC22-26;二，剝層取樣將上述經(jīng)滲碳熱處理的軸承外圈按照每次切削O.lmm，對每一層車削下來的鐵削依次編號；三，用化學(xué)方法測定每層車削下來碳含量；并繪制碳濃度梯度曲線；四，在繪制的碳濃度梯度曲線上，在碳濃度0.01%0-0.5%0范圍內(nèi)取若千點，求出各個碳濃度點對應(yīng)的取樣層距離；五，根據(jù)求得的取樣層距離在顯微鏡下拍攝相應(yīng)每層的金相照片。所述的預(yù)處理工藝為將經(jīng)在925-935"C、滲碳試樣依次在幼(TC淬火、195-205'C回火、800-825。C二次淬火后在650-66(TC回火。所述預(yù)處理的滲碳時間為46-50小時，整個熱處理時間為56-60小時，滲碳熱處理完畢冷卻后需要淸洗被試軸承外圈。所述每層車削下鐵削7-9克，車床轉(zhuǎn)速不大于100rpm。所述拍照取樣點的取樣距離對應(yīng)的碳濃度分別為0.05%C，0.61%C、0.71%C、0.80%C、0.85%C、0.91%C、0.95%C、1.0%C、1.05%C。根據(jù)求得的取樣層距離在顯微鏡下拍攝相應(yīng)每層的金相照片時，顯微鏡放大倍數(shù)為500倍。所述測定碳濃度的化學(xué)萬法為把車削下來的鐵削在高溫爐內(nèi)加熱加氧燃燒，使得被燒的試樣中的碳全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳為主的混合氣體，將所得到的氣體脫硫后通入氫氧化鉀溶液，二氧化碳被吸收，分別測定教氧化鉀溶液在吸收二氧化碳前后的體積，其差值就是二氧化碳的體積，由此計算碳濃度。本發(fā)明根據(jù)金厲學(xué)原理，在淬回火狀態(tài)下，各種碳濃度一一對應(yīng)各種組織形貌，結(jié)合剝層法原理，測定從表面至心部各點的碳含量，對對應(yīng)點拍攝金相圖譜，作為碳含量對照標準在現(xiàn)場檢測中通過對照立即知曉被測樣品的表面碳濃度，原來檢定樣品碳含量至少二個星期，現(xiàn)在立即測定，與生產(chǎn)步伐同步進行。實踐應(yīng)用中的優(yōu)勢與展望利用本發(fā)明制備得到的《滲碳##表面碳濃度金相圖譜》使企業(yè)的軸承產(chǎn)品質(zhì)量有了一個重要的控制檢測手段和方法。它的優(yōu)勢在于適用性強、易掌握、易操作、精確率高。具體實施方式下面，給出本發(fā)明的最佳實施方式-一種測定低合金鄰滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，按照下列步驟實施一，預(yù)處理取一只已滲碳的軸承外圈進行髙溫回火熱處理，使其表面硬度為HRC22-26;所述的預(yù)處理工藝為將在925-935'C滲碳的試樣依次經(jīng)88CrC淬火、195-205。C回火、800-825t二次淬火后，在650-660""C回火。依照軸承外圏的生產(chǎn)工藝，所述預(yù)處理的滲碳時間(不包括第二次回火)為46-50小時，生產(chǎn)中采用48小時，整個熱處理時間為56-60小時，生產(chǎn)中采用58小時，、滲碳熱處理完畢冷卻后需要清洗被試軸承外圈。二，剝層取樣將上述經(jīng)滲碳熱處理的軸承外圏按照每次切削O.lmm深度將試樣用車床逐次剝層車削，每層車削下鐵削7-9克，車床轉(zhuǎn)速不大于lOOrpm,否則溫度過高，碳容易被氧化流失，影響測試數(shù)據(jù)的準確性；對每一層車削下來的鐵削依次編號。三，用化學(xué)方法測定每層車削下來碳濃度把車削下來的鐵削在高溫爐內(nèi)加熱加氧燃燒，使得被燒的試樣中的碳全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳為主的混合氣體，將所得到的氣體脫硫后通入氣氣化鉀溶液，二氧化碳被吸收，分別測定氫氧化鉀溶液在吸收二氧化碳前后的體積，其差值就是二氣化碳的體積，由此計算碳濃度；繪制碳濃度梯度曲線；四，在繪制的碳濃度梯度曲線上，在碳濃度0.01%0-0.5%€范圍內(nèi)取若干點，求出各個碳濃度點對應(yīng)的取樣層距離；在某些需要的地方，可以根據(jù)碳濃度梯度曲線求取任意碳濃度的點。五，根據(jù)求得的取樣層距離在顯微鏡下拍攝相應(yīng)每層的金相照片，即可得到所需要的碳濃度金相圖譜。根據(jù)求得的取樣層距離在顯微鏡下拍攝相應(yīng)每層的金相照片時，顯微鏡放大倍數(shù)為500倍。此后，只要在顯微鏡放大500倍的條件下，對完成滲碳的軸承外圏進行金相組織形態(tài)的觀察或者拍照，對照預(yù)制的碳濃度金相圖譜，即能快速測定碳濃度。下面是傳統(tǒng)的剝層法與利用本發(fā)明的圖譜測定碳濃度的對照表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>需要指出的是，雖然通過本申請中的方法得到的金相圖譜是應(yīng)用于滲碳軸承的，但是本圖譜也可以在其它需要快速測定滲碳低合金碳濃度場合下使用。權(quán)利要求1.一種測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，其特征在于，該制備方法按照下列步驟實施一，預(yù)處理取一只己滲碳的軸承外圈進行高溫回火熱處理，使其表面硬度為HRC22-26;二.剝層取樣將上述經(jīng)滲碳熱處理的軸承外圏按照每次切削O.lmm深度將試樣用車床逐次剝層車削，對每一層車削下來的鐵削依次編號；三，用化學(xué)方法測定每層車削下來碳含量；并繪制碳濃度梯度曲線；四，在繪制的碳濃度梯度曲線上，在碳濃度0.01%0-0.5%0范圍內(nèi)取若千點，求出各個碳濃度點對應(yīng)的取樣層距離；五，根據(jù)求得的取樣層距離在顯微鏡下拍攝相應(yīng)每層的金相照片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，其特征在于，所述的預(yù)處理工藝為將經(jīng)在925-935卩滲碳的試樣依次在880。C淬火、195-205。C回火、800-825。C二次淬火后在650-660。C回火。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，其特征在于，所述每層車削下鐵削7-9克，車床轉(zhuǎn)速不大于100rpm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，其特征在于，所述拍照取樣點的取樣距離對應(yīng)的碳濃度分別為0.05%C，0.61%C、0.71%C、0.80%C、0.85%C、0.91%C、0.95%C、1.0%C和1.05%C。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，其特征在千，根據(jù)求得的取樣層距離在顯微鏡下拍攝相應(yīng)每層的金相照片時，顯微鏡放大倍數(shù)為500倍。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，其特征在于，所述化學(xué)方法為把經(jīng)過滲碳熱處理的軸承外圈剝層車削，車削下來的鐵削在萵溫爐內(nèi)加熱加氧燃燒，使得被燒的試樣中的碳全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳為主的混合氣體，將所得到的氣體脫硫后通入氫氧化鉀溶液，二氧化碳被吸收，分別測定氫氧化鉀溶液在吸收二氧化碳前后的體積，其差值就是二氧化碳的體積，由此計算碳濃度。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，其特征在于，所述滲碳零件熱處理的滲碳時間為46>50小時，整個熱處理時間為56-60小時，滲碳熱處理完畢冷卻后需要淸洗被試軸承外圈。全文摘要本發(fā)明涉及低合金鋼滲碳軸承碳濃度的測定方法，尤其涉及一種測定軸承滲碳層表面碳濃度的金相圖譜的制備方法。一種測定低合金鋼滲碳軸承表面碳濃度的金相圖譜的制備方法，該制備方法按照下列步驟實施1.預(yù)處理取一只已滲碳的軸承外圈進行高溫回火熱處理，使其表面硬度為HRC22-26；2.剝層取樣按照每次0.1mm深度將試樣用車床剝層車削，對每一層車削下來的鐵削依次編號；3.用化學(xué)方法測定每層車削下來碳濃度；并繪制碳濃度梯度曲線；4.在繪制的碳濃度梯度曲線上，在碳濃度0.01％C-0.5％C范圍內(nèi)取若干點，求出各點對應(yīng)的取樣層距離；5.根據(jù)求得的取樣層距離在顯微鏡下拍攝相應(yīng)每層的金相照片。通過本發(fā)明的方法制備的金相圖譜，可以快速地測定軸承滲碳層表面碳濃度。文檔編號G01N21/84GK101144783SQ20061011608公開日2008年3月19日申請日期2006年9月15日優(yōu)先權(quán)日2006年9月15日發(fā)明者周忠明,為胡申請人:上海聯(lián)合滾動軸承有限公司