[發明專利]一種提高軸承鋼韌性的熱處理工藝

有效

• 申請號: 201610407243.6
• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN105821182B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 唐光澤;周麗娜;馬欣新;王黎欽
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D9/40
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種軸承鋼的熱處理工藝。

背景技術

軸承作為設備的一部分，主要作用為減小各零部件之間運轉時產生的摩擦力。目前傳統的軸承鋼熱處理工藝，為淬火后進行多次高溫回火，得到的最終組織為回火馬氏體、極少量殘余奧氏體和彌散分布的二次碳化物。其中殘余奧氏體有向馬氏體轉變的趨向，這一過程會導致軸承尺寸的變化，引起游隙的減小，造成軸承的尺寸穩定性降低，甚至有可能引起時效開裂。同時，奧氏體作為韌性相，能夠協調裂紋擴展過程中的變形，緩解裂紋尖端的應力集中，從而延緩或者終止裂紋的擴展。因此，一定量的穩定殘余奧氏體的存在能夠有效地提高軸承的疲勞壽命。對于傳統熱處理工藝，殘余奧氏體為一矛盾的存在，考慮到尺寸穩定性，選擇將其含量降到最低，但是無法完全消除。

淬火-碳分配(Quenching and Partitioning，Q-P)工藝的特點是對淬火態材料在一定溫度下進行保溫，從而獲得可在室溫下穩定存在的富碳殘余奧氏體，進而得到強塑性優異的鋼。淬火-碳分配-回火(Quenching-Partitioning–Tempering，Q-P-T)工藝特點是在Q-P工藝的基礎上強調了碳化物析出的強化作用，進一步提高了鋼的強度。

發明內容

本發明目的是為了解決現有軸承鋼中殘余奧氏體的穩定性差且對性能產生不利影響，韌性差的問題，而提出一種提高軸承鋼韌性的熱處理工藝。

一種提高軸承鋼韌性的熱處理工藝，按以下步驟實現：

一、淬火過程：軸承鋼在溫度為1000-1150℃的條件下處理10-60min，然后冷卻至室溫；

二、碳分配過程：淬火后試樣，在溫度為150-450℃的條件下處理0.5-60min；

三、回火過程：碳分配后試樣，在溫度為500-600℃的條件下處理0.5-2h，然后冷卻至室溫，回火次數：1-3次，即完成提高軸承鋼韌性的熱處理。

本發明的優點如下：

1、解決了軸承鋼中非穩定殘余奧氏體對其性能產生不利影響這一問題，此技術可提高殘余奧氏體的穩定性，不僅可以保證軸承的尺寸精度，還可于軸承鋼中引入一部分穩定殘余奧氏體，提高材料強韌性，進而提高軸承的使用壽命。

2、經處理后獲得的軸承鋼硬度與傳統Q-T工藝得到的硬度基本一致。

3、通過本發明的熱處理，軸承鋼韌性可提高約40％-90％。

附圖說明

圖1為實施例1中Q-P-T和Q-T熱處理工藝的沖擊功的柱狀圖；

圖2為實施例1中Q-P-T和Q-T熱處理工藝的硬度的柱狀圖。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉的具體實施方式，還包括各具體實施方式之間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式一種提高軸承鋼韌性的熱處理工藝，按以下步驟實現：

一、淬火過程：軸承鋼在溫度為1000-1150℃的條件下處理10-60min，然后冷卻至室溫；

二、碳分配過程：淬火后試樣，在溫度為150-450℃的條件下處理0.5-60min，然后冷卻至室溫；

三、回火過程：碳分配后試樣，在溫度為500-600℃的條件下處理0.5-2h，然后冷卻至室溫，回火次數：1-3次，即完成提高軸承鋼韌性的熱處理。

本實施方式中的處理過程可隨爐升溫，也可到溫入爐。

本實施方式步驟一中軸承鋼，如M50，M50NiL，GCr15，G8Cr15，W18Cr4V，GCr18Mo，G20CrNiMo，G55SiMoVA及各種高碳鉻軸承鋼，但并不僅限于以上列舉的軸承鋼。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是，步驟一中軸承鋼在溫度為1020℃的條件下處理50min。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同的是，步驟一中軸承鋼在溫度為1050℃的條件下處理40min。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一不同的是，步驟一中軸承鋼在溫度為1100℃的條件下處理30min。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一不同的是，步驟二中在溫度為160℃的條件下處理40min。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一不同的是，步驟二中在溫度為200℃的條件下處理30min。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。