[發明專利]一種GCr15軸承鋼熱軋后在線快速球化退火方法

有效

• 申請號: 201710411463.0
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107058692B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 韓東序;杜林秀;胡軍;齊祥羽;張彬;吳紅艷
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C21D1/32
• 分類號: C21D1/32;C21D8/02;C21D6/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明屬于軸承鋼熱處理領域，特別涉及一種GCr15軸承鋼熱軋后在線快速球化退火方法。針對現有GCr15軸承鋼在球化處理過程中存在的球化時間過長等問題，通過對軋制溫度的合理選取，采用優化的球化處理工藝，控制軋制過程中的先共析碳化物通過形變誘導的方式析出，縮短球化退火所需要的時間，提高能效。本發明方法采用的是在線球化退火的方法，而且僅需要較短的后續球化處理時間即可形成較為良好的球化組織。從金相組織觀察分析，球化退火后的組織為細鐵素體及細小彌散的球狀碳化物顆粒，球化等級可以達到1級，硬度為200HV，硬度也達到了使用要求。

技術領域

本發明屬于軸承鋼熱處理領域，特別涉及一種GCr15軸承鋼熱軋后在線快速球化退火方法。

背景技術

軸承廣泛應用于國民經濟的各個領域，在國際上素有“工業的心臟”之稱。軸承質量除了軸承結構設計，制造精度外，軸承用鋼是關鍵，其對軸承產品的加工質量，使用壽命和可靠性能具有至關重要的作用。

滾動軸承常見的失效形式是疲勞剝落，即接觸疲勞破壞，服役狀態下的GCr15軸承顯微組織由馬氏體、碳化物和少量殘余奧氏體組成，其中碳化物的含量、大小、形貌和分布不僅影響馬氏體的分布和性能，也影響最終整個軸承的服役性能，對接觸疲勞壽命的影響尤為顯著，為了提高軸承的接觸疲勞壽命，要求軸承鋼中的未溶碳化物顆粒細小、圓整、均勻分布。由于最終淬回火后的組織中碳化物顆粒的尺寸與分布在很大程度上取決于球化預處理后顆粒的尺寸與分布，因此需要對球化預處理過程中的碳化物顆粒進行球化處理，以獲得細小、圓整、均勻分布的球化組織。軸承鋼的快速球化退火工藝的研究雖然取得了長足的進步，但熱軋后為獲得理想球化組織需要進行球化退火，生產周期長且生產工序復雜。

工業上常用的軸承鋼的退火工藝主要有以下幾種：

(1)連續球化退火

將鋼加熱到略高于A_c1(如：GCr15軸承鋼為780～810℃)保溫一定時間，隨后在爐中以15～25℃/h的冷卻速度冷卻至650℃以下出爐空冷。該工藝熱處理時間長達20h以上，為了提高勞動生產率，工業生產中普遍推廣等溫球化退火工藝。

(2)等溫球化退火

將鋼加熱到略高于A_c1保溫一定時間，隨后快冷至A_r1以下某一溫度范圍內(680～720℃)進行等溫轉變，即奧氏體轉變成為鐵素體+碳化物顆粒，然后隨爐冷卻至650℃出爐空冷。與連續球化退火相比，等溫球化退火工藝所需時間較短，但耗時仍超過10h。

(3)周期球化退火

將鋼加熱到略高于A_c1進行保溫，然后快冷至A_r1以下保溫，之后再加熱至A_c1以上溫度保溫，隨后又快冷至A_r1以下保溫，反復重復之前的過程，最后隨爐冷卻至650℃后出爐空冷。該工藝球化效果充分，但工藝操作較為繁瑣。

因此，開發一種新的軋制及熱處理工藝，實現GCr15鋼的在線球化，軋后采用較短的時間，通過較為簡易的操作過程即可獲得理想的球化組織，具有非常重要的科學意義和經濟效益。

發明內容

針對現有GCr15軸承鋼在球化處理過程中存在的球化時間過長等問題，本發明的目的在于提供一種GCr15軸承鋼熱軋后在線快速球化退火的方法，通過對軋制溫度的合理選取，采用優化的球化處理工藝，控制軋制過程中的先共析碳化物通過形變誘導的方式析出，縮短球化退火所需要的時間，提高能效。

本發明的技術方案是：

一種GCr15軸承鋼熱軋后在線快速球化退火方法，按以下步驟進行：

(1)將待軋試樣在電阻爐中加熱到1000～1200℃，等溫時間為30～60min；