[發(fā)明專利]一種軸承的熱處理方法

有效

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• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102758073A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設計）人: 馬興法;陳康胤;時大方;趙玲權(quán);楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江天馬軸承股份有限公司
• 主分類號: C21D9/40
• 分類號: C21D9/40
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所 33209
• 代理人: 馮新偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軸承的熱處理方法，主要用于軸承套圈的熱處理淬火、回火工藝。

背景技術(shù)

軸承失效的主要模式是疲勞和磨損，而原材料質(zhì)量、碳化物網(wǎng)狀組織、碳化物帶狀組織、脫碳等是軸承疲勞壽命的重要影響因素。

熱處理質(zhì)量對軸承的使用壽命有著重要甚至決定性的影響。高碳鉻軸承鋼GCr15淬火后得到馬氏體組織，馬氏體具有高硬度、高耐磨性、高強度、一定的韌性等特點。但是熱處理后組織中除了馬氏體，還有殘留碳化物、殘余奧氏體，有效壁厚比較大的還允許存在一定級別的屈氏體組織。機械行業(yè)標準JB/T1255-2001《高碳鉻軸承鋼熱處理技術(shù)條件》和國家標準GB/T18254-2002《高碳鉻軸承鋼》對成品軸承的硬度、金相組織、碳化物帶狀組織、碳化物網(wǎng)狀組織、脫碳等都有規(guī)定。但是對碳化物（顆粒大小、形狀）、殘余奧氏體含量沒有明確規(guī)定。?

實踐經(jīng)驗和大量資料顯示，隨著熱處理溫度的升高，馬氏體針粗大，殘余奧氏體含量升高，硬度升高。但是殘余奧氏體達到一定含量后，硬度又逐漸的下降。也就是說，殘余奧氏體含量和硬度之間的關(guān)系曲線基本呈拋物線形狀。奧氏體在室溫下是不穩(wěn)定組織，在外界載荷、溫度變化、自然存放等條件下都能發(fā)生奧氏體的分解和轉(zhuǎn)變，這是軸承尺寸穩(wěn)定性得不到保證的根源，為了提高軸承的使用精度和尺寸穩(wěn)定性，國內(nèi)大部分軸承制造企業(yè)多以盡可能的降低殘余奧氏體含量為目標。奧氏體的特點是：硬度低、耐磨性差、塑性好、韌性佳，對軸承的抗疲勞性能有利有弊。另外，殘余奧氏體可以降低軸承缺陷部位的應力集中以及吸收部分裂紋擴展功進而阻止裂紋的快速擴展，延長了軸承壽命。因此，熱處理過程產(chǎn)生的殘余奧氏體的作用不容小覷。硬度是軸承熱處理質(zhì)量的重要質(zhì)量指標之一。對于刀具、冷成型磨具和粘著磨損或磨粒磨損失效的零件，其磨損抗力和硬度呈正比關(guān)系，硬度是決定耐磨性的主要性能指標。承受接觸疲勞載荷的軸承，在一定范圍內(nèi)，提高硬度對減輕麻點剝落是有效的。有研究稱，隨著硬度的提高，軸承的脆性隨之增大，疲勞性能下降，在軸承加工過程中不宜選擇很高的硬度值。

如何通過對鍛造和球化退火質(zhì)量的控制達到碳化物（形狀和大小）細化；如何通過熱處理工藝的改進，來提高硬度和控制殘余奧氏體的含量，對于提高軸承的使用壽命具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

?本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，而提供一種軸承的熱處理方法，通過細化碳化物顆粒、提高硬度和控制金相組織中殘余奧氏體含量來提高軸承的使用壽命。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種軸承的熱處理方法，包括加熱、保溫、淬火、清洗、冷處理和回火六個步驟，其特征在于加熱步驟前設置有碳化物細化處理步驟，碳化物細化處理步驟包括鍛造和球化退火兩個步驟，鍛造步驟的始鍛的溫度為1050~1150℃，保溫時間在70至90分鐘，終鍛成型的溫度在800~900℃之間，然后在沸水中攪拌冷卻至300~600℃，出水空冷至室溫；球化退火步驟包括加熱至790~810℃，該溫度下保溫150至210分鐘，風冷至680~710℃并保溫4~6小時，隨爐冷卻至650℃，出爐空冷。

本發(fā)明所述的清洗步驟結(jié)束后的2個小時內(nèi)進行冷處理步驟，冷處理步驟在冷凍箱內(nèi)進行，采用液氮作為冷卻介質(zhì)，冷卻至-70℃～-80℃，在該溫度下保溫1.5～2個小時，然后自然回溫至室溫。

本發(fā)明所述淬火步驟采用馬氏體淬火，熱處理設備為輥底式周期淬火生產(chǎn)線，淬火介質(zhì)為硝鹽，硝鹽中的硝酸鉀：亞硝酸鈉=1：1，硝鹽介質(zhì)溫度為165℃～175℃，淬火過程在硝鹽介質(zhì)中冷卻8～15分鐘。

本發(fā)明所述清洗步驟包括熱清洗和冷清洗，在設備淬火槽后有兩個清洗槽，第一個清洗槽為熱清洗槽，熱清洗水溫為70℃～90℃，采用噴淋式結(jié)構(gòu)完成熱清洗，第二個清洗槽為冷清洗槽，冷清洗水溫為6℃～12℃。

本發(fā)明回火步驟采用輥底式周期淬火生產(chǎn)線，加熱過程分為預熱、升溫、保溫三個階段，預熱時間8~15分鐘，升溫區(qū)溫度為845℃，保溫區(qū)溫度為850℃，總加熱時間為98~100分鐘。

本發(fā)明所述的軸承材料采用GCr16高碳鉻軸承鋼。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點和效果：通過細化碳化物顆粒、提高硬度和控制金相組織中殘余奧氏體含量來提高軸承的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例碳化物細化處理中的鍛造工藝流程示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例碳化物細化處理中的球化退火工藝流程示意圖。

具體實施方式