[發明專利]一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法

無效

• 申請號: 201210437449.5
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN102925658A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 華林;錢東升;韓星會;秦訓鵬
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C21D9/40
• 分類號: C21D9/40;C21D1/18;C21D1/78
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種軸承制造技術，具體涉及一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法。

背景技術

軸承是機械裝備的關鍵基礎零件，對機械裝備安全可靠運行至關重要。目前，國內制造的精密軸承，在采用與國外相同的原材料和加工設備條件下，軸承的初始加工精度已經能夠達到技術要求，但工作壽命普遍較短，無法與國外進口軸承相比，關鍵原因為：軸承的核心承載組件套圈和滾動體內部組織不穩定，工作中受溫度和載荷作用，促使不穩定組織發生轉變，繼而引起尺寸變化，使軸承精度逐漸喪失，最終導致軸承無法正常工作。

對于目前用量最多的碳含量0.95?wt%~1.05wt%、鉻含量0.5?wt%~1.65?wt%的高碳鉻鋼軸承，上述問題更為顯著。對于高碳鉻鋼軸承組件，由于鉻元素含量高，淬火時馬氏體轉變溫度低，淬火后不穩定的殘余奧氏體含量高。因此，高碳鉻鋼軸承組件在工作中，更容易因為不穩定的殘奧氏體轉變引起尺寸精度變化。

發明內容

針對以上現狀，本發明的目的在于提供一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法，提升了軸承組件的組織和精度穩定性，提高了軸承組件的強度、耐磨性和沖擊韌性。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法，包括以下步驟：

（1）保護氣氛淬火：為了減少軸承組件加熱時表面脫碳、氧化和淬火內應力，將軸承組件在保護氣氛下加熱至840℃～860℃，然后在70℃以下淬火油中冷卻20～30分鐘；

（2）穩定化回火：將淬火處理后軸承組件加熱至100℃～150℃，保溫1～2小時，空冷至室溫，使淬火后的不穩定組織熱穩定化；

（3）低溫與回火循環處理：將穩定化回火處理后軸承組件在-20℃～-200℃范圍內低溫處理1～6小時，隨低溫處理容器升至室溫后，間隔30分鐘以內再進行100℃～200℃、保溫0.5～1.5小時回火處理，循環低溫與回火處理1～3次。

步驟（1）所述的軸承組件為高碳鉻鋼軸承組件，碳含量0.95?wt%~1.05wt%、鉻含量0.5?wt%~1.65?wt%。

所述的軸承組件為GCr15鋼軸承組件、GCr15SiMn鋼軸承組件、GCr18Mn鋼軸承組件或GCr15SiMo鋼軸承組件（即所述的軸承組件為GCr15鋼軸承套圈和滾動體、GCr15SiMn鋼軸承套圈和滾動體、GCr15SiMo鋼軸承套圈和滾動體,?GCr18Mo鋼軸承套圈和滾動體）。

本發明的有益效果是：通過對淬火后的高碳鉻鋼軸承組件進行溫度相互匹配的冷（低溫）、熱（回火）循環復合處理，促使不穩定組織產生熱穩定化效應，并使低溫下組織中的不穩定殘余奧氏體向馬氏體轉變，以及過飽和度馬氏體分解。本發明不僅提升了軸承組件的組織和精度穩定性，而且馬氏體分解后得到細化并析出大量微細彌散碳化物，提高了軸承組件的強度、耐磨性和沖擊韌性等機械性能?？刂戚S承組件工作過程中的組織和精度變化，保障軸承正常穩定工作。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例GCr15鋼軸承組件組織與精度穩定化處理工藝曲線圖。

圖2為本發明具體實施例GCr15SiMn鋼軸承組件組織與精度穩定化處理工藝曲線圖。

具體實施方式

為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。

實施例1

如圖1所示，以應用最廣的GCr15鋼軸承為例，其組件組織和精度穩定化處理方法，按如下步驟實現：

（1）保護氣氛淬火：將GCr15鋼軸承組件在保護氣氛加熱爐中加熱至850±10℃，放入60℃淬火油中冷卻30分鐘。

（2）穩定化回火：將淬火處理后GCr15鋼軸承組件加熱至130±10℃，保溫2小時，空冷至室溫。

（3）低溫與回火循環處理：將穩定化回火處理后的GCr15鋼軸承組件在-190℃低溫處理4小時，隨低溫處理容器升至室溫后，立即進行160±10℃、保溫1小時回火處理。?

對按上述方法處理后的GCr15鋼軸承組件進行殘余奧氏體含量測定，以及抗彎強度、沖擊和磨損試驗測試。經穩定化處理后的GCr15鋼軸承組件與常規熱處理后的軸承組件組織性能測試結果比較如表1。

表1?GCr15鋼軸承組件組織與性能測試結果